Способ управления образованием компонентов дыма в электрической системе генерирования аэрозоля



Способ управления образованием компонентов дыма в электрической системе генерирования аэрозоля
Способ управления образованием компонентов дыма в электрической системе генерирования аэрозоля
Способ управления образованием компонентов дыма в электрической системе генерирования аэрозоля

 


Владельцы патента RU 2517100:

ФИЛИП МОРРИС ПРОДАКТС С.А. (CH)

Изобретение относится к способу управления высвобождением летучих соединений посредством нагреваемой системы, которая содержит источник энергии, нагревательный элемент, соединенный с источником энергии, и образующую аэрозоль основу, причем эта основа высвобождает множество летучих соединений при нагревании, причем каждое из них имеет минимальную температуру высвобождения, выше которой это летучее соединение высвобождается, при этом способ включает в себя: выбор заданной максимальной рабочей температуры, управление температурой упомянутого по меньшей мере одного нагревательного элемента так, что высвобождается по меньшей мере одно летучее соединение, причем упомянутое управление включает в себя: измерение удельного сопротивления упомянутого по меньшей мере одного нагревательного элемента; выведение величины реальной рабочей температуры упомянутого по меньшей мере одного нагревательного элемента из измерения удельного сопротивления; сравнение величины реальной рабочей температуры с заданной максимальной рабочей температурой; и регулирование электрической энергии, подаваемой в упомянутый по меньшей мере один нагревательный элемент, чтобы поддерживать реальную рабочую температуру упомянутого по меньшей мере одного нагревательного элемента ниже заданной максимальной рабочей температуры.

2 н. и 20 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ОБРАЗОВАНИЕМ КОМПОНЕНТОВ ДЫМА В ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СИСТЕМЕ ГЕНЕРИРОВАНИЯ АЭРОЗОЛЯ

Это изобретение относится к электрически нагреваемым системам генерирования аэрозолей и, в частности, к управлению компонентами дыма, высвобождаемыми электрически нагреваемой системой генерирования аэрозоля при нагревании.

Традиционные сигареты выпускают дым в результате горения табака и обертки, которое происходит при температурах, которые могут превышать 800 градусов Цельсия во время затяжки. При таких температурах табак термически разлагается путем пиролиза и горения. Тепло горения высвобождает и генерирует различные газообразные продукты горения и продукты перегонки табака. Данные продукты втягиваются через сигарету и охлаждаются и конденсируются, образуя дым со вкусами и запахами, связанными с курением. При температурах горения генерируются не только вкусы и запахи, но и ряд нежелательных соединений.

Известны электрически нагреваемые системы курения, которые работают при более низких температурах. Пример такой электрической системы курения раскрыт в международной заявке на патент WO 03/070031. Эта электрическая система курения использует контроллер для управления количеством электроэнергии, выдаваемой в нагревающие элементы в ответ на цикл разрядки батареи.

Кроме того, принадлежащие тому же заявителю патенты США №№ US-A-5060671; US-A-5144962; US-A-5372148; US-A-5388594; US-A-5498855; US-A-5499636; US-A-5505214; US-A-5530225; US-A-5591368; US-A-5665262; US-A-5666976; US-A-5666978; US-A-5692291; US-A-5692525; US-A-5708258; US-A-5750964; US-A-5902501; US-A-5915387; US-A-5934289; US-A-5954979; US-A-5967148; US-A-5988176; US-A-6026820 и US-A-6040560 раскрывают электрические системы курения и способы изготовления такой электрически нагреваемой системы курения, причем эти патенты включены сюда посредством ссылки.

Согласно изобретению предусмотрен способ управления высвобождением летучих соединений из электрически нагреваемой системы генерирования аэрозоля. Электрически нагреваемая система генерирования аэрозоля содержит источник электрической энергии, по меньшей мере один нагревательный элемент, соединенный с источником электрической энергии, и образующую аэрозоль основу. При нагревании образующая аэрозоль основа высвобождает множество летучих соединений, причем каждое из множества летучих соединений имеет минимальную температуру высвобождения, выше которой это летучее соединение высвобождается. Способ согласно изобретению включает в себя этап выбора заданной максимальной рабочей температуры. Эта заданная максимальная рабочая температуры ниже минимальной температуры высвобождения по меньшей мере одного из множества летучих соединений, чтобы предотвратить его высвобождение из образующей аэрозоль основы. Способ согласно изобретению дополнительно включает в себя этап управления температурой упомянутого по меньшей мере одного нагревательного элемента так, что высвобождается по меньшей мере одно из летучих соединений. Этот этап управления включает в себя измерение удельного сопротивления упомянутого по меньшей мере одного нагревательного элемента и выведение величины реальной рабочей температуры упомянутого по меньшей мере одного нагревательного элемента из измерения удельного сопротивления. Кроме того, этап управления включает в себя сравнение величины реальной рабочей температуры упомянутого по меньшей мере одного нагревательного элемента с заданной максимальной рабочей температурой. Кроме того, этап управления включает в себя регулирование электрической энергии, подаваемой в упомянутый по меньшей мере один нагревательный элемент, чтобы поддерживать реальную рабочую температуру упомянутого по меньшей мере одного нагревательного элемента на уровне или ниже заданной максимальной рабочей температуры.

Предпочтительно, этап управления включает в себя регулирование электрической энергии, подаваемой в упомянутый по меньшей мере один нагревательный элемент, чтобы поддерживать реальную рабочую температуру упомянутого по меньшей мере одного нагревательного элемента в температурном диапазоне ниже заданной максимальной рабочей температуры. Заданный температурный диапазон может составлять вплоть до заданной максимальной рабочей температуры.

Предпочтительно, этап управления повторяют столь часто, насколько это необходимо, во время нагревания упомянутого по меньшей мере одного нагревательного элемента.

Варианты осуществления изобретения имеют преимущество в том, что реальной рабочей температурой упомянутого по меньшей мере одного нагревательного элемента можно управлять таким образом, что предотвращается пиролиз или горение образующей аэрозоль основы. Это позволяет уменьшить число летучих компонентов, высвобождаемых или образуемых во время нагревания. Поскольку образование вредных веществ обычно происходит при повышенных температурах во время пиролиза и горения, посредством способа согласно изобретению образование этих вредных компонентов, например, формальдегида, значительно уменьшается.

Кроме того, устраняется необходимость в термисторах или других датчиках, которые занимают часть ограниченного пространства в электрически нагреваемой системе генерирования аэрозоля. Это делает варианты осуществления изобретения особенно пригодными для использования в электрически нагреваемых системах генерирования аэрозолей того типа, которые имеют несколько нагревательных элементов, в которых осуществляется управление температурой каждого нагревательного элемента. Варианты осуществления изобретения имеют дополнительное преимущество в том, что вычисление температуры по удельному сопротивлению может быть выполнено в уже имеющихся контроллерах. Это делает данные варианты осуществления простыми и экономически эффективными в реализации. Кроме того, изобретение устраняет сложности в прикреплении датчика температуры, что обеспечивает хороший и надежный термический контакт с упомянутым по меньшей мере одним нагревательным элементом.

Образующая аэрозоль основа предпочтительно содержит табакосодержащий материал, содержащий летучие соединения, которые высвобождаются из основы при нагревании. Альтернативно, образующая аэрозоль основа может содержать нетабачный материал, такой как материалы, используемые в устройствах по ЕР-А-1750788 и EP-А-1439876.

Предпочтительно, образующая аэрозоль основа дополнительно содержит аэрозолеобразователь. Примерами пригодных аэрозолеобразователей являются глицерин и пропиленгликоль. Дополнительные примеры потенциально пригодных аэрозолеобразователей описаны в ЕР-А-0277519 и US-A-5396911.

Образующей аэрозоль основой может быть твердая основа. Твердая основа может содержать, например, одно или более из: порошка, гранул, шариков, стружки, тонких трубок, полосок или листов, содержащих одно или более из: листьев растений, листьев табака, фрагментов прожилок табака, восстановленного табака, гомогенизированного табака, спрессованного табака и разрыхленного табака. Твердая основа может быть в рыхлом виде или может находиться в пригодном контейнере или картридже. Необязательно, твердая основа может содержать дополнительные табачные или нетабачные летучие ароматические соединения, высвобождаемые при нагревании основы.

Необязательно, твердая основа может быть предусмотрена на термически устойчивом носителе или заделана в термически устойчивый носитель. Носитель может принимать вид порошка, гранул, шариков, стружки, тонких трубок, полосок или листов. Альтернативно, носителем может быть трубчатый носитель с нанесенным на его внутреннюю поверхность тонким слоем твердой основы, такой как носители, раскрытые в US-A-5505214, US-A-5591368 и US-A-5388594, или на его наружную поверхность, или как на внутреннюю, так и на наружную поверхности. Такой трубчатый носитель может быть выполнен, например, из бумаги или бумагоподобного материала, нетканого мата из углеродного волокна, металлической сетки малой массы с открытыми ячейками или перфорированной металлической фольги, или любой другой термически устойчивой полимерной матрицы.

Твердая основа может быть нанесена на поверхность носителя в виде, например, листа, пены, геля или суспензии. Твердая основа может быть нанесена на всю поверхность носителя или, альтернативно, может быть нанесена в виде рисунка, чтобы обеспечить неравномерный выпуск аромата во время использования.

Альтернативно, носителем может быть нетканое полотно или пучок волокон, в которые были включены компоненты табака, такой как носитель, описанный в ЕР-А-0857431. Нетканое полотно или пучок волокон может содержать, например, углеродные волокна, волокна натуральной целлюлозы или волокна производных целлюлозы.

Альтернативно, носителем может быть по меньшей мере часть нагревательного элемента электрически нагреваемой системы генерирования аэрозоля. В таких случаях нагревательный элемент является обычно одноразовым. Например, твердая основа может быть нанесена тонким слоем на металлическую фольгу или на электрически резистивную подложку, как описано в US-A-5060671.

Образующей аэрозоль основой может альтернативно быть жидкая основа. Если предусмотрена жидкая основа, то электрически нагреваемая система генерирования аэрозоля предпочтительно содержит средства для удерживания жидкости. Например, жидкая основа может удерживаться в контейнере, таком как описанный в ЕР-А-0893071. Альтернативно или в дополнение, жидкая основа может быть абсорбирована в пористый материал-носитель, как описано в WO-A-2007/024130, WO-A-2007/066374, ЕР-А-1736062, WO-A-2007/131449 и WO-A-2007/131450. Пористый материал-носитель может быть выполнен из любой пригодной абсорбирующей пробки или тела, например, вспененного металла или пластмассы, полипропилена, терилена, нейлоновых волокон или керамики. Жидкая основа может содержаться в пористом материале-носителе перед использованием электрически нагреваемой системы генерирования аэрозоля или, альтернативно, материал жидкой основы может быть выпущен в пористый материал-носитель во время использования или непосредственно перед использованием. Например, жидкая основа может находиться в капсуле, как описано в WO-A-2007/077167. Оболочка капсулы, предпочтительно, расплавляется при нагревании и выпускает жидкую основу в пористый материал-носитель. Капсула может необязательно содержать твердое вещество в комбинации с жидкостью.

Если образующей аэрозоль основой является жидкая основа, то электрически нагреваемая система генерирования аэрозоля может дополнительно содержать средства для нагревания за раз малого количества жидкости. Средства для нагревания за раз малого количества жидкости могут включать в себя, например, жидкостной канал в сообщении с жидкой основой, как описано в ЕР-А-0893071. Жидкая основа обычно вытесняется в жидкостной канал капиллярной силой. Нагревательный элемент предпочтительно выполнен так, что во время использования нагревается и улетучивается только малое количество жидкой основы внутри этого жидкостного канала, а не вся жидкость в контейнере.

Альтернативно или в дополнение, если образующей аэрозоль основой является жидкая основа, то электрически нагреваемая система генерирования аэрозоля может дополнительно содержать распылитель, находящийся в контакте с источником жидкой основы и включающий в себя упомянутый по меньшей мере один нагревательный элемент. Помимо нагревательного элемента, распылитель может включать в себя один или более электромеханических элементов, таких как пьезоэлектрические элементы. Дополнительно или альтернативно, распылитель может также включать в себя элементы, которые используют электростатические, электромагнитные или пневматические эффекты. Электрически нагреваемая система генерирования аэрозоля может также дополнительно содержать конденсационную камеру.

Образующей аэрозоль основой может альтернативно быть любой другой вид основы, например, газовая основа, или любая комбинация различных типов основы. Во время работы, основа может полностью содержаться внутри электрически нагреваемой системы генерирования аэрозоля. В этом случае пользователь может затягиваться через мундштук электрически нагреваемой системы генерирования аэрозоля. Альтернативно, во время работы, основа может частично содержаться внутри электрически нагреваемой системы генерирования аэрозоля. В этом случае основа может образовывать часть отдельного изделия, и пользователь может затягиваться непосредственно через отдельное изделие.

Упомянутый по меньшей мере один нагревательный элемент может составлять один единственный нагревательный элемент. Альтернативно, упомянутый по меньшей мере один нагревательный элемент может составлять больше чем один нагревательный элемент. Предпочтительно, электрически нагреваемая система генерирования аэрозоля содержит два или более нагревательных элемента, например, от двух до двадцати нагревательных элементов. Нагревательный элемент или нагревательные элементы могут быть расположены надлежащим образом так, чтобы максимально эффективно нагревать образующую аэрозоль основу.

Упомянутый по меньшей мере один нагревательный элемент предпочтительно содержит электрически резистивный материал. Пригодные электрически резистивные материалы включают в себя, но не ограничиваются ими: полупроводники, такие как легированная керамика, "электропроводную" керамику (такую, например, как дисилицид молибдена), углерод, графит, металлы, сплавы металлов и композиционные материалы, изготовленные из керамического материала и металлического материала. Такие композиционные материалы могут содержать легированную или нелегированную керамику. Примеры пригодной легированной керамики включают в себя легированные карбиды кремния. Примеры пригодных металлов включают в себя титан, цирконий, тантал и металлы из платиновой группы. Примеры пригодных сплавов металлов включают в себя нержавеющую сталь, никель-, кобальт-, хром-, алюминий- титан- цирконий-, гафний-, ниобий-, молибден-, тантал-, вольфрам-, олово-, галлий-, марганец- и железо-содержащие сплавы и суперсплавы на основе никеля, железа, кобальта, нержавеющей стали, Timetal® и сплавы на основе железа-марганца-алюминия. В композиционных материалах электрически резистивный материал может необязательно быть заделан в изолирующий материал, инкапсулирован или покрыт изолирующим материалом, или наоборот, в зависимости от кинетики передачи энергии и требуемых внешних физико-химических свойств. Примеры пригодных композиционных нагревательных элементов раскрыты в US-A-5498555, WO-A-03/095688 и US-A-5514630.

Упомянутый по меньшей мере один нагревательный элемент может принимать любую пригодную форму. Например, упомянутый по меньшей мере один нагревательный элемент может принимать форму нагревательного лезвия, такого как описанные в US-A-5388594, US-A-5591368 и US-A-5505241. В тех случаях, когда образующей аэрозоль основой является жидкость, находящаяся внутри контейнера, контейнер может включать в себя одноразовый нагревательный элемент. Альтернативно, может быть также пригодной одна или один или более нагревательных игл или стержней, которые проходят через центр образующей аэрозоль основы, как описано в KR-A-100636287 и JP-A-2006320286. Другие альтернативы включают в себя нагревательную проволоку или нить, например, проволоку из нихрома (Ni-Cr), платины, вольфрама или сплава, такую как проволоки, описанные в ЕР-А-1736065, или нагревательную пластину. Необязательно, нагревательный элемент может быть осажден в или на твердый материал-носитель.

Упомянутый по меньшей мере один нагревательный элемент может нагревать образующую аэрозоль основу посредством проводимости. Нагревательный элемент может по меньшей мере частично находится в контакте с основой или носителем, на который нанесена основа. Альтернативно, тепло от нагревательного элемента может передаваться основе посредством теплопроводящего элемента.

Альтернативно, упомянутый по меньшей мере один нагревательный элемент может передавать тепло набегающему окружающему воздуху, который втягивается через электрически нагреваемую систему генерирования аэрозоля во время использования, который в свою очередь нагревает образующую аэрозоль основу за счет конвекции. Окружающий воздух может нагреваться перед прохождением через образующую аэрозоль основу, как описано в WO-A-2007/066374. Альтернативно, если образующей аэрозоль основой является жидкая основа, то окружающий воздух может сначала втягиваться через основу, а затем нагреваться, как описано в WO-A-2007/078273.

В одном предпочтительном варианте осуществления реальную рабочую температуру извлекают из справочной таблицы, которая хранит соотношения удельного сопротивления и температуры для упомянутого по меньшей мере одного нагревательного элемента. В альтернативном варианте осуществления удельное сопротивление определяют путем оценки многочлена (полинома) вида ρ(T)=ρо∗(1+α1Т+α2Т2), где ρ(T) - измеренное удельное сопротивление упомянутого по меньшей мере одного нагревательного элемента или множества нагревательных элементов, ρо - контрольное удельное сопротивление, и α12 - коэффициенты многочлена. Такая оценка может выполняться контроллером. Альтернативно, для описания изменения удельного сопротивления упомянутого по меньшей мере одного нагревательного элемента в зависимости от температуры могут быть использованы полиномиальные функции более высоких степеней или другие математические функции.

Альтернативно, может быть использована кусочно-линейная аппроксимация. Данная альтернатива упрощает и ускоряет вычисление.

Предпочтительно, система содержит более чем один нагревательный элемент, и образующая аэрозоль основа расположена так, что образующая аэрозоль основа находится в термической близости с каждым из нагревательных элементов.

Система предпочтительно снабжена детектором образующей аэрозоль основы и детектором затяжки, так что электрическая энергия выдается в упомянутый по меньшей мере один нагревательный элемент только тогда, когда образующая аэрозоль основа обнаружена на месте, а также обнаружена затяжка в системе.

Предпочтительно, упомянутый по меньшей мере один нагревательный элемент содержит сплав железа-алюминия. Данный сплав демонстрирует сильную зависимость между сопротивлением и температурой, которая может быть использована для определения температуры нагревательного элемента путем измерения его сопротивления. Альтернативно, нагревательный элемент содержит вышеупомянутые электрически резистивные материалы, другие пригодные материалы, которые демонстрируют сравнимую характеристику термического удельного сопротивления с сильной зависимостью удельного сопротивления от температуры.

Предпочтительно, этап управления согласно изобретению выполняют с частотой от примерно 100 Гц до примерно 10 кГц во время затяжки, предпочтительно, с частотой примерно 1 кГц.

Изобретение будет описано далее, только в качестве примера, со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:

Фиг.1 представляет собой схематичный чертеж электрически нагреваемой системы генерирования аэрозоля с образующей аэрозоль основой, вставленной в систему;

Фиг.2 представляет собой график, иллюстрирующий изменения удельного сопротивления нагревательных лезвий с температурой.

На фиг.1 в упрощенном виде показана внутренность варианта осуществления электрически нагреваемой системы 100 генерирования аэрозоля. В частности, элементы электрически нагреваемой системы 100 генерирования аэрозоля показаны не в масштабе. Элементы, которые не важны для понимания изобретения, не показаны для упрощения фиг.1.

Электрически нагреваемая система 100 генерирования аэрозоля содержит корпус 10 и образующую аэрозоль основу 2, например, сигарету. Образующая аэрозоль основа 2 задвинута внутрь корпуса 10, чтобы приходить в термическую близость с нагревательным элементом 20. Образующая аэрозоль основа 2 будет высвобождать ряд летучих соединений при разных температурах. Некоторые из летучих соединений, высвобождаемых из образующей аэрозоль основы 2, образуются только в результате процесса нагревания. Каждое летучее соединение будет высвобождаться выше характеристической температуры высвобождения. Управляя максимальной рабочей температурой электрически нагреваемой системы 100 генерирования аэрозоля так, чтобы она была ниже температуры высвобождения некоторых из летучих соединений, можно исключить высвобождение или образование этих компонентов дыма.

Кроме того, корпус 10 содержит источник 40 электрической энергии, например, перезаряжаемую литий-ионную батарею. Контроллер 30 соединен с нагревательным элементом 20, источником 40 электрической энергии, детектором 32 образующей аэрозоль основы, детектором 34 затяжки и графическим интерфейсом 36 пользователя, например, дисплеем.

Детектор 32 образующей аэрозоль основы обнаруживает наличие образующей аэрозоль основы 2 в термической близости с нагревательным элементом 20 и сигнализирует контроллеру 30 о наличии образующей аэрозоль основы 2.

Детектор 34 затяжки обнаруживает воздушный поток в системе, указывающий на затяжку, принятую через электрически нагреваемую систему 100 генерирования аэрозоля. Детектор 34 затяжки сигнализирует контроллеру 30 о такой затяжке.

Контроллер 30 управляет интерфейсом 36 пользователя, чтобы отображать информацию о системе, например, мощность батареи, температуру, состояние образующей аэрозоль основы 2, другие сообщения или их комбинации.

Контроллер 30 также управляет максимальной рабочей температурой нагревательного элемента 20.

Фиг.2 показывает график зависимости удельного сопротивления ρ (ро) от температуры для обычного сплава железа-алюминия (FeAl), используемого в качестве нагревательного элемента 20 в варианте осуществления, описанном со ссылкой на фиг.1. Характеристика реального удельного сопротивления ρ будет меняться в зависимости от точного состава сплава и геометрической конфигурации нагревательного элемента 20. График на фиг.2 является только примерным.

Фиг.2 показывает, что удельное сопротивление ρ увеличивается с увеличением температуры. Таким образом, знание удельного сопротивления ρ в любой данный момент времени может быть использовано для того, чтобы вывести реальную рабочую температуру нагревательного элемента 20.

Сопротивление нагревательного элемента R=V/I, где V - напряжение на нагревательном элементе, а I - ток, проходящий через нагревательный элемент 20. Сопротивление R зависит от конфигурации нагревательного элемента 20, а также от температуры и выражается следующей зависимостью:

R=ρ(T)∗L/S уравнение 1

где ρ(T) - зависящее от температуры удельное сопротивление, L - длина, а S - площадь поперечного сечения нагревательного элемента 20. L и S являются фиксированными для данной конфигурации нагревательного элемента 20 и могут быть измерены. Таким образом, для данного исполнения нагревательного элемента R пропорционально ρ(T).

Удельное сопротивление ρ(T) нагревательного элемента может быть выражено в виде многочлена следующим образом:

ρ(T)=ρ о ∗(1+α 1 Т+α 2 Т 2 ) уравнение 2

где ρо - удельное сопротивление при контрольной температуре То, а α1 и α2 - коэффициенты многочлена.

Таким образом, зная длину и поперечное сечение нагревательного элемента 20, можно определить сопротивление R и, следовательно, удельное сопротивление ρ при данной температуре посредством измерения напряжения V и тока I на/в нагревательном элементе. Температура может быть получена просто из справочной таблицы характеристической зависимости удельного сопротивления от температуры для используемого нагревательного элемента или посредством оценки многочлена приведенного выше уравнения (2). Предпочтительно, этот процесс может быть упрощен путем представления кривой зависимости удельного сопротивления ρ от температуры в одной или более, предпочтительно двух, линейных аппроксимациях в температурном диапазоне, применимом к табаку. Это упрощает оценку температуры, что желательно в контроллере 30 с ограниченными вычислительными ресурсами.

В процессе подготовки к управлению максимальной рабочей температурой выбирают величину максимальной рабочей температуры электрически нагреваемой системы 100 генерирования аэрозоля. Этот выбор основан на температурах высвобождения тех летучих соединений, которые должны или не должны высвобождаться. Затем эту заданную величину сохраняют в контроллере 30 вместе с допустимым диапазоном, например, минус 5% от заданной максимальной рабочей температуры.

Контроллер 30 нагревает нагревательный элемент 20 посредством подачи электрической энергии в нагревательный элемент 20. Предпочтительно, для экономии энергии, контроллер нагревает нагревательный элемент 20 только в том случае, если детектор 32 образующей аэрозоль основы обнаружил образующую аэрозоль основу 20, а детектор 34 затяжки обнаружил наличие затяжки.

При использовании, контроллер 30 измеряет удельное сопротивление ρ нагревательного элемента 20. Затем контроллер 30 преобразует удельное сопротивление нагревательного элемента 20 в величину реальной рабочей температуры нагревательного элемента, сравнивая измеренное удельное сопротивление ρ со справочной таблицей. На следующем этапе контроллер 30 сравнивает полученную реальную рабочую температуру с заданной максимальной рабочей температурой. Если реальная рабочая температура ниже нижнего диапазона заданной максимальной рабочей температуры, то контроллер 30 снабжает нагревательный элемент 20 дополнительной электрической энергией, чтобы повысить реальную рабочую температуру нагревательного элемента 20. Если же реальная рабочая температура выше верхнего диапазона заданной максимальной рабочей температуры, то контроллер 30 уменьшает электрическую энергию, подаваемую в нагревательный элемент 20, чтобы снизить реальную рабочую температуру обратно к допустимому диапазону заданной максимальной рабочей температуры.

Управление температурой нагревательного элемента на основе удельного сопротивления ρ нагревательного элемента не ограничено электрически нагреваемой системой генерирования аэрозоля, описанной со ссылкой на фигуру 1, а применимо к любой электрически нагреваемой системе генерирования аэрозоля, в которой нагревательный элемент 20 отдает тепловую энергию табаку или другой образующей аэрозоль основе, высвобождая летучие соединения.

Различные другие модификации возможны в пределах объема изобретения и будут очевидны для специалистов в данной области техники.

1. Способ управления высвобождением летучих соединений из электрически нагреваемой системы генерирования аэрозоля, содержащей источник электрической энергии, по меньшей мере один нагревательный элемент, соединенный с источником электрической энергии, и образующую аэрозоль основу, причем эта образующая аэрозоль основа высвобождает множество летучих соединений при нагревании, причем каждое из множества летучих соединений имеет минимальную температуру высвобождения, выше которой это летучее соединение высвобождается, при этом способ включает в себя:
- выбор заданной максимальной рабочей температуры, причем эта заданная максимальная рабочая температура ниже минимальной температуры высвобождения по меньшей мере одного из летучих соединений, чтобы предотвратить его высвобождение из образующей аэрозоль основы;
- управление температурой упомянутого по меньшей мере одного нагревательного элемента так, что высвобождается по меньшей мере одно летучее соединение, причем упомянутое управление включает в себя:
- измерение удельного сопротивления упомянутого по меньшей мере одного нагревательного элемента;
- выведение величины реальной рабочей температуры упомянутого по меньшей мере одного нагревательного элемента из измерения удельного сопротивления;
- сравнение величины реальной рабочей температуры с заданной максимальной рабочей температурой; и
- регулирование электрической энергии, подаваемой в упомянутый по меньшей мере один нагревательный элемент, чтобы поддерживать реальную рабочую температуру упомянутого по меньшей мере одного нагревательного элемента ниже заданной максимальной рабочей температуры.

2. Способ по п.1, в котором этап регулирования включает в себя регулирование электрической энергии, подаваемой в упомянутый по меньшей мере один нагревательный элемент, чтобы поддерживать реальную рабочую температуру упомянутого по меньшей мере одного нагревательного элемента в заданном диапазоне ниже заданной максимальной рабочей температуры.

3. Способ по п.1 или 2, в котором выведение величины реальной рабочей температуры упомянутого по меньшей мере одного нагревательного элемента включает в себя извлечение величины температуры из справочной таблицы удельного сопротивления и температуры.

4. Способ по п.3, в котором справочная таблица хранит величины температуры в зависимости от удельного сопротивления, выведенные для упомянутого по меньшей мере одного нагревательного элемента, имеющего заданные состав, длину и поперечное сечение.

5. Способ по п.1 или 2, в котором выведение меры температуры нагревательного элемента включает в себя оценку многочлена вида:

где ρ(Т) - измеренное удельное сопротивление упомянутого по меньшей мере одного нагревательного элемента, ρо - контрольное удельное сопротивление, Т - температура упомянутого по меньшей мере одного нагревательного элемента, и α1 и α2 - коэффициенты многочлена.

6. Способ по любому предыдущему пункту, в котором упомянутый по меньшей мере один нагревательный элемент содержит по меньшей мере один из сплава железа-алюминия, сплава на основе титана или сплава на основе никеля.

7. Способ по любому из предыдущих пунктов, причем управление выполняют на некой частоте.

8. Способ по п.7, при этом частота управления выбрана из частоты от примерно 100 Гц до примерно 10 кГц.

9. Способ по любому из предыдущих пунктов, причем упомянутый по меньшей мере один нагревательный элемент содержит керамический материал.

10. Способ по п.9, при этом упомянутый по меньшей мере один нагревательный элемент дополнительно содержит металл.

11. Способ по п.10, при этом керамический материал и металл образуют композиционный материал, который содержит упомянутый по меньшей мере один нагревательный элемент.

12. Способ по п.10 или 11, при этом металл покрывает керамический материал.

13. Способ по любому из пп.10, 11 или 12, при этом металл выбран из металлов платиновой группы.

14. Способ по любому предыдущему пункту, при этом упомянутый по меньшей мере один нагревательный элемент выполнен в форме нагревательного лезвия.

15. Способ по любому предыдущему пункту, при этом регулирование электрической энергии выполняют в связи с обнаружением затяжки для экономии энергии.

16. Электрически нагреваемая система генерирования аэрозоля, содержащая:
источник электрической энергии;
по меньшей мере один нагревательный элемент, соединенный с источником электрической энергии;
образующую аэрозоль основу, и
контроллер, приспособленный для осуществления способа по любому из предыдущих пунктов.

17. Система по п.16, при этом упомянутый по меньшей мере один нагревательный элемент содержит керамический материал.

18. Система по п.17, при этом нагревательный элемент дополнительно содержит металл.

19. Система по п.18, при этом керамический материал и металл образуют композиционный материал, который содержит упомянутый по меньшей мере один нагревательный элемент.

20. Система по п.18 или 19, при этом металл покрывает керамический материал.

21. Система по любому из пп.18, 19 или 20, при этом металл выбран из металлов платиновой группы.

22. Система по любому из пп.18-21, при этом упомянутый по меньшей мере один нагревательный элемент выполнен в форме нагревательного лезвия.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к электроподогреваемой курительной системе, которая содержит гильзу (101) и сменный мундштук (201), причем гильза (101) содержит источник электропитания (103) и электрическую схему (105); при этом мундштук содержит участок (203) для хранения жидкости, капиллярный фитиль (207), имеющий первый конец (207a) и второй конец (207b), причем первый конец продолжается в участок для хранения жидкости для контакта с содержащейся в нем жидкостью (205), по меньшей мере один нагревательный элемент (209) для нагревания второго конца капиллярного фитиля, выход (211) для воздуха и камеру (213) образования аэрозоля между вторым концом капиллярного фитиля и выходом для воздуха; при этом, когда гильза и мундштук соединены, указанный по меньшей мере один нагревательный элемент (209) находится в электрическом соединении с источником электропитания (103) через указанную схему (105), причем указанная схема (105) выполнена для подачи импульса электрического тока на указанный по меньшей мере один нагревательный элемент, когда пользователь начинает затяжку, а путь для воздушного потока образован от по меньшей мере одного входа (115) для воздуха до выхода (211) для воздуха через камеру (213) образования аэрозоля, причем этот путь направляет воздушный поток вокруг нагревательного элемента (209) и второго конца (207b) капиллярного фитиля.

Изобретение относится к курительному устройству (10), которое содержит первую часть (20) и вторую часть (30). Первая часть (20) содержит аккумулятор для накопления электроэнергии и ее подачи к нагревательному устройству (22) в ответ на обнаружение сенсорным устройством (24) всасывания/втягивания потребителем через курительное устройство (10).

Обеспечивается система датчиков расхода для восприятия потока текучей среды, указывающего затяжку в системе генерации аэрозолей. Система датчиков включает в себя чувствительную схему, содержащую чувствительный резистор и выход напряжения.

Изобретение относится к дымообразующим композициям для электронных устройств, имитирующих табакокурение, к способу получения дымообразующей композиции, а также к катриджу электронного устройства и самому электронному устройству.

Изобретение относится к имитирующему сигарету устройству по существу цилиндрической сигаретоподобной формы, которое содержит резервуар с композицией под давлением, содержащей способное вдыхаться вещество и пропеллент; клапан для дозаправки, сообщенный с резервуаром и через который осуществляется дозаправка этого резервуара; активируемый вдохом клапан для выборочного управления потоком через выпускное отверстие резервуара и соответственно через ингаляционное выпускное отверстие устройства; при этом размер резервуара, давление внутри резервуара и размер выпускного отверстия резервуара в его самой узкой точке таковы, что, когда активируемый вдохом клапан полностью открыт, резервуар разряжается за менее чем 30 секунд.

Изобретение относится к жидкостям для образования аэрозолей, пригодным в качестве раствора ароматического вещества для аэрозольного ингалятора. .

Изобретение относится к процессу улетучивания биологически активных и/или ароматических веществ в целях выделения пригодного к вдыханию аэрозоля при имитации для курильщика акта курения обычной сигареты.

Электрически нагреваемая курительная система, содержащая: курительное изделие, содержащее идентификационную информацию, напечатанную на нем; полость, чтобы по меньшей мере частично принимать курительное изделие; по меньшей мере один нагревательный элемент; источник энергии для подачи энергии к указанному по меньшей мере одному нагревательному элементу; электрические средства, соединенные с источником энергии и с указанным по меньшей мере одним нагревательным элементом; и детектор, способный определять присутствие курительного изделия в полости и отличать курительное изделие от других изделий, выполненных для использования с курительной системой, на основании идентификационной информации, напечатанной на курительном изделии. Технический результат заключается в обеспечении идентификации курительного изделия нагреваемой курительной системой. 6 н.и 8 з.п. ф-лы. 5 ил.

Изобретение относится к ингалятору аромата ненагревающего типа, который содержит: пустотелый держатель, имеющий ось, при этом держатель содержит передний конец, задний конец, выполняющий функцию мундштучного конца, отверстие притока атмосферного воздуха, и проточный канал, ограниченный в держателе и выполненный с возможностью направления атмосферного воздуха, впускаемого из отверстия притока атмосферного воздуха, к мундштучному концу; и ароматический картридж, обладающий воздухопроницаемостью и расположенный в держателе, чтобы продолжаться внутри держателя от переднего конца к мундштучному концу вдоль оси держателя, при этом ароматический картридж делит проточный канал на область выпуска, продолжающуюся от ароматического картриджа к мундштучному концу, и область впуска, сообщающуюся с отверстием притока атмосферного воздуха и расположенную смежно с ароматическим картриджем, причем ароматический картридж содержит каркас, гранулированный ароматовыделяющий материал, загруженный в каркас и способный выделять ароматический компонент без воспламенения, причем, ароматовыделяющий материал содержит гранулированный табак, полученный скрашиванием или измельчением табачных листьев, и сжимающее устройство, выполненное для поддержания ароматовыделяющего материала в сжатом состоянии, при этом обеспечивая воздухопроницаемость ароматического картриджа. Технический результат заключается в обеспечении аромата без вреда для окружающих. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 44 ил.

Изобретение относится к электрически нагреваемой курительной системе, которая содержит вспомогательный блок, выполненный с возможностью приема курительного изделия, содержащего аэрозоль-образующий субстрат, причем вспомогательный блок содержит: по меньшей мере, один нагревательный элемент; средства присоединения к основному источнику электропитания для подачи электрической энергии к по меньшей мере одному нагревательному элементу; вспомогательный источник электропитания для подачи электрической энергии к указанному по меньшей мере одному нагревательному элементу; и вспомогательную схему для управления подачей электроэнергии от основного источника электропитания к указанному по меньшей мере одному нагревательному элементу в режиме предварительного нагрева, во время которого температура аэрозоль-образующего субстрата повышается до рабочей температуры, и для управления подачей электроэнергии от вспомогательного источника электропитания к по меньшей мере одному нагревательному элементу в режиме курения, во время которого температура аэрозоль-образующего субстрата поддерживается по существу при рабочей температуре. Технический результат заключается в том, что благодаря разделению функции электропитания между основным блоком и вспомогательным блоком, вспомогательный блок может быть сделан меньших размеров и более удобным для пользователя. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 11 ил.

Изобретение относится к устройству для имитации курения, которое содержит имитатор сигареты, имеющий по существу сигаретоподобную форму, и заправочное устройство, при этом заправочное устройство содержит баллончик с заправочным газом и имеет выпускной клапан, к которому имитатор сигареты приспособлен прижиматься для выпускания газа из баллончика в имитатор сигареты, причем оно содержит: выдвижное приспособление на боковой стороне заправочного устройства; полость в выдвижном приспособлении для удерживания имитатора сигареты; упругий элемент для смещения выдвижного приспособления в открытое положение, чтобы обеспечить доступ к имитатору сигареты; а также защелку, высвобождаемую путем перемещения выдвижного приспособления внутрь, при котором выдвижное приспособление деблокируется и подталкивается упругим элементом в открытое положение, причем при закрывании выдвижного приспособления защелка автоматически зацепляется для удерживания выдвижного приспособления в закрытом положении против действия упругого элемента. Технический результат заключается обеспечении имитации курения. 2 н. и 12 з.п. ф-лы. 11 ил.

Изобретение относится к несжигаемому табачному изделию вдыхательного типа, которое содержит табачные частицы, полученные измельчением или распылением табачного материала, причем табачное изделие примешивает специфичный для табака никотин, образуемый из табачных частиц, во вдыхаемый воздух и доставляет никотин с вдыхаемым воздухом в рот курильщика, причем табачные частицы дополнительно содержат, по меньшей мере, один тип стабилизатора для стабилизации доставки никотина курильщику; указанный стабилизатор характеризуется тем, что разность параметров растворимости по отношению к никотину составляет 17 или менее, а давление пара при температуре 25°C составляет 1 мм рт.ст. (133,3 Па) или менее. Технический результат заключается в стабилизации количества никотина, доставляемого пользователю. 8 з.п. ф-лы, 6 ил., 2 табл.
Изобретение относится к смесителю, который обеспечивает смешение в изменяемой пропорции потоков дыма от одной, двух и более курительных смесей в воздуховод/ы, ведущий/е к устройству для курения - кальяну, курительной трубке и прочему, и состоит из шахт - воздуховодов, трубок, патрубков, обеспечивающих установку чаш с блюдцем или прочих емкостей для курительных смесей, подвод потоков дыма к блоку регулировки подачи и присоединение смесителя к курительному устройству, а также из блока регулировки подачи, обеспечивающего изменение пропорций смешиваемых потоков дыма, причем соединения воздуховодов и блока регулировки подачи могут быть разъемными или неразъемными, при этом смеситель может быть конструктивно выполнен как отдельное устройство или являться частью устройства для курения - частью шахты кальяна, частью курительной трубки и прочего. Технический результат заключается в предоставлении курительной смеси из разных источников. 2 н. и 1 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к ненагревающему устройству для вдыхания аромата, которое содержит: полый держатель, при этом держатель образует внутренний проход для пропускания воздуха, втягиваемого со стороны переднего конца, к мундштучному концу; и ароматовыделяющий источник, размещенный в держателе, причем ароматовыделяющий источник является воздухопроницаемым и способен выделять ароматические вещества в проход для воздуха без поджигания; при этом ароматовыделяющий источник разделяет проход для воздуха на две области вдоль продольной оси; одна из областей образует переднюю секцию со стороны переднего конца, продолжающуюся от переднего конца к мундштучному концу держателя для всасывания, а другая из областей образует заднюю секцию со стороны мундштучного конца; причем задняя секция включает в себя передний проход, продолжающийся от переднего конца к мундштучному концу держателя для всасывания вдоль передней секции со стороны переднего конца, и задний проход, продолжающийся от переднего прохода к мундштучному концу, при этом передний проход и передняя секция со стороны переднего конца расположены на обеих сторонах продольной оси и при этом площадь открытой поверхности ароматовыделяющего источника больше площади поперечного сечения держателя для всасывания, ограниченной его внутренней окружностью. Технический результат заключается в обеспечении большей площади контакта между воздухом и ароматовыделяющими материалами. 15 з.п. ф-лы, 20 ил.

Изобретение относится к бумажной трубке из однослойной толстой бумаги, которая образована в виде цилиндрического полого корпуса путем сгибания толстой бумаги, имеющей прямоугольную форму, и соединения обоих боковых краевых участков толстой бумаги, причем указанная толстая бумага имеет удельный вес от 100 г/м2 или более до 300 г/м2 или менее, толщину от 150 мкм или более до 500 мкм или менее и плотность 0,5 г/м3 или более, а диаметр цилиндрического полого корпуса составляет от 5 мм или более до 8 мм или менее, на внешней или на внутренней поверхности цилиндрического полого корпуса образовано множество канавок, параллельных осевой линии цилиндрического полого корпуса. Технический результат заключается в исключении поглощения адгезивом ароматического компонента. 3 н. и 32 з.п. ф-лы. 12 ил., 5 табл.

Описано устройство для имитации хемосенсорных ощущений курения, которое содержит наружный слой, пористую среду и воспринимаемое под влиянием химических раздражителей вещество. Пористая среда содержится внутри наружного слоя. Воспринимаемое под влиянием химических раздражителей вещество содержится внутри пористой среды и активирует действующий по механизму TRP канал. 2 н. и 24 з.п. ф-лы, 5 табл., 8 ил.

Изобретение относится к испарительному устройству для испарения содержащих активные и/или ароматические вещества субстанций, которое выполнено в виде мундштука (3) с входом (311) и выходом (312) для текучей среды, и содержащее нагревательное устройство с нагревательным резистором (1) в форме металлической фольги или тонкого листа в виде двойной спирали (101) и/или волнистой линии (102) с двумя концами и размером сечения сигареты или маленькой сигары, причем промежутки двойной спирали и/или волнистой линии нагревательного резистора (1) выполнены открытыми и, тем самым, проницаемыми для потока текучих сред и по меньшей мере одна контактная планка (13) из металлической фольги или тонкого листа соединена с одним концом двойной спирали (101) и/или волнистой линии (102) нагревательного резистора (1), причем контактные планки (13), соединенные соответственно с противоположным концом двойной спирали (101) и/или волнистой линии (102) нагревательного резистора (1), не находятся в непосредственном контакте между собой, а также по меньшей мере одна испарительная мембрана (32), которая находится в поверхностном контакте с нагревательным резистором (1), выполнена также проницаемой для потока текучих сред и смочена или может быть смочена испаряемой, содержащей активные и/или ароматические вещества субстанцией, причем нагревательный резистор (1) и по меньшей мере одна испарительная мембрана (32) расположены перпендикулярно или под углом к направлению проходящих через мундштук (3) текучих сред. Технический результат заключается в снижении загрязнения окружающей среды. 36 з.п. ф-лы, 2 ил.
Наверх