Датчик тока на эффекте холла для устройства доставки аэрозоля
Изобретение относится к устройствам доставки аэрозоля, таким как курительные изделия, которые могут быть выполнены с возможностью нагрева композиции предшественника аэрозоля. Устройство доставки аэрозоля содержит множество электронных компонентов, взаимосоединенных одним или более проводниками или присоединенных к указанным проводникам, причем эти электронные компоненты содержат нагревательный элемент 224, управляющий компонент 208 и датчик 214 тока на эффекте Холла. Управляющий компонент 208 выполнен с возможностью управления нагревательным элементом 224 для активирования и испарения компонентов композиции предшественника аэрозоля. Датчик 214 тока на эффекте Холла расположен возле проводника из указанных одного или более проводников и выполнен с возможностью измерения тока, проходящего через проводник. Кроме того, управляющий компонент 208 выполнен с возможностью отключения источника питания в том случае, когда проходящий через проводник ток превышает пороговый уровень. 3 н. и 6 з.п. ф-лы, 7 ил.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к устройствам доставки аэрозоля, таким как курительные изделия, и, в частности, к устройствам доставки аэрозоля, которые могут использовать вырабатываемое посредством электроэнергии тепло для генерирования аэрозоля (например, курительные изделия, обычно называемые электронными сигаретами). Курительные изделия могут быть выполнены с возможностью нагрева предшественника аэрозоля, который может содержать материалы, которые могут быть изготовлены или получены из табака, или иным образом включать табак, причем предшественник способен образовывать пригодное для вдыхания вещество для потребления человеком.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
За многие годы было предложено множество курительных устройств в качестве усовершенствования курительных продуктов или альтернатив курительным продуктам, для использования которых требуется сжигание табака. Многие из таких устройств специально выполнены для обеспечения ощущений, связанных с курением сигареты, сигары или трубки, но без подачи в значительном количестве продуктов неполного сгорания и пиролиза, образуемых в результате сжигания табака. С этой целью были предложены многочисленные курительные продукты, генераторы аромата и медицинские ингаляторы, которые используют электроэнергию для испарения или нагревания летучего вещества или пытаются обеспечить ощущения курения сигареты, сигары или трубки без сжигания табака в значительной степени. Например, различные известные альтернативные курительные изделия, устройства доставки аэрозоля и тепловырабатывающие источники описаны в патентах США №7726320 (Robinson и др.) и №8 881 737 (Collett и др.), которые включены в настоящую заявку посредством ссылки. Кроме того, например, различные типы курительных изделий, устройств доставки аэрозоля и электрических тепловырабатывающих источников, на которые дана ссылка по торговой марке или коммерческому обозначению, представлены в публикации патента США №2015/0216232 (Bless и др.), которая включена в настоящую заявку посредством ссылки. Помимо этого, различные типы электрических устройств доставки аэрозоля и пара представлены в публикациях патентов США №2014/0096781 (Sears и др.) и №2014/0283859 (Minskoff и др.), а также в патентных заявках США №14/282 768 (Sears и др.), поданной 20 мая 2014 г., №14/286 552 (Brinkley и др.), поданной 23 мая 2014 г., №14/327 776 (Ampolini и др.), поданной 10 июля 2014 г., и №14/465 167 (Worm и др.), поданной 21 августа 2014 г., которые включены в настоящую заявку посредством ссылки.
РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение относится к устройствам доставки аэрозоля, способам изготовления таких устройств и элементам этих устройств. Настоящее изобретение включает, без ограничений, следующие примерные варианты осуществления.
Примерный вариант осуществления изобретения 1: Устройство доставки аэрозоля, содержащее кожух, который образует резервуар, выполненный с возможностью удерживания композиции предшественника аэрозоля; и множество электронных компонентов, взаимосоединенных одним или более проводниками или присоединенных к указанным проводникам, причем множество электронных компонентов содержит: нагревательный элемент; управляющий компонент, выполненный с возможностью работы в активном режиме, в котором управляющий компонент может управлять нагревательным элементом для активирования и испарения компонентов композиции предшественника аэрозоля; и датчик тока на эффекте Холла, расположенный возле проводника из указанных одного или более проводников и выполненный с возможностью измерения тока, проходящего через проводник, причем управляющий компонент выполнен с возможностью управления работой по меньшей мере одного функционального элемента устройства доставки аэрозоля в ответ на измеренный таким образом ток.
Примерный вариант осуществления изобретения 2: Устройство доставки аэрозоля в соответствии с предшествующим или любым последующим примерным вариантом осуществления или любым их сочетанием, в котором проводник из указанных одного или более проводников соединен с выводом, соединенным или выполненным с возможностью соединения с источником питания, причем управляющий компонент в активном режиме выполнен с возможностью направления электроэнергии от источника питания к нагревательному элементу для активирования и испарения компонентов композиции предшественника аэрозоля.
Примерный вариант осуществления изобретения 3: Устройство доставки аэрозоля в соответствии с любым предшествующим или любым последующим примерным вариантом осуществления или любым их сочетанием, в котором выполнение управляющего компонента с возможностью управления работой по меньшей мере одного функционального элемента включает в себя выполнение указанного управляющего компонента с возможностью отключения источника питания в том случае, когда проходящий через проводник ток превышает пороговый уровень, свидетельствующий о состоянии перегрузки по току или перегрузки по напряжению.
Примерный вариант осуществления изобретения 4: Устройство доставки аэрозоля в соответствии с любым предшествующим или любым последующим примерным вариантом осуществления или любым их сочетанием, в котором проводник из указанных одного или более проводников соединен с нагревательным элементом или выводом, соединенным или выполненным с возможностью соединения с нагревательным элементом, и ток, проходящий через проводник, соответствует току, проходящему через нагревательный элемент в активном режиме.
Примерный вариант осуществления изобретения 5: Устройство доставки аэрозоля в соответствии с любым предшествующим или любым последующим примерным вариантом осуществления или любым их сочетанием, в котором выполнение управляющего компонента с возможностью управления работой по меньшей мере одного функционального элемента включает в себя его выполнение с возможностью осуществления в активном режиме по меньшей мере следующего: направление мощности к нагревательному элементу для включения нагревательного элемента для активирования и испарения компонентов композиции предшественника аэрозоля и в равной степени запуска времени нагрева; и определение, на периодической основе до истечения времени нагрева, скользящего окна измерений мгновенной эффективной мощности, подаваемой к нагревательному элементу, причем каждое измерение окна измерений определяется как произведение напряжения на нагревательном элементе на силу тока, проходящего через нагревательный элемент; вычисление простого скользящего среднего мощности, подаваемой к нагревательному элементу, на основании скользящего окна измерений мгновенной эффективной мощности; и регулировка мощности, подаваемой к нагревательному элементу для выключения или включения нагревательного элемента на периодической основе каждый раз, когда простое скользящее среднее мощности соответственно выше или ниже выбранного заданного значения мощности.
Примерный вариант осуществления изобретения 6: Устройство доставки аэрозоля в соответствии с любым предшествующим или любым последующим примерным вариантом осуществления или любым их сочетанием, дополнительно содержащее еще один датчик тока на эффекте Холла, расположенный возле другого проводника из указанных одного или более проводников, причем другой проводник соединен с выводом, соединенным или выполненным с возможностью соединения с источником питания, от которого управляющий компонент имеет возможность подавать мощность к нагревательному элементу, при этом другой датчик тока на эффекте Холла выполнен с возможностью измерения тока, проходящего через другой проводник, а управляющий компонент выполнен с возможностью дополнительного управления работой по меньшей мере одного функционального элемента в ответ на ток, измеренный таким образом другим датчиком тока на эффекте Холла.
Примерный вариант осуществления изобретения 7: Устройство доставки аэрозоля в соответствии с любым предшествующим или любым последующим примерным вариантом осуществления или любым их сочетанием, в котором выполнение управляющего компонента с возможностью дополнительного управления работой по меньшей мере одного функционального элемента включает в себя выполнение указанного управляющего компонента с возможностью отключения источника питания в том случае, когда проходящий через другой проводник ток превышает пороговый уровень, свидетельствующий о состоянии перегрузки по току или перегрузки по напряжению.
Примерный вариант осуществления изобретения 8:
Управляющий корпус, соединенный или выполненный с возможностью соединения с картриджем, который оснащен нагревательным элементом и содержит композицию предшественника аэрозоля, причем управляющий корпус соединен или выполнен с возможностью соединения с картриджем с образованием устройства доставки аэрозоля, в котором нагревательный элемент выполнен с возможностью активирования и испарения компонентов композиции предшественника аэрозоля, при этом управляющий корпус содержит множество электронных компонентов, взаимосоединенных одним или более проводниками или присоединенных к указанным проводникам, причем множество электронных компонентов содержит: микропроцессор, выполненный с возможностью работы в активном режиме, в котором управляющий корпус соединен с картриджем, причем микропроцессор в активном режиме выполнен с возможностью управления нагревательным элементом для активирования и испарения компонентов композиции предшественника аэрозоля; и датчик тока на эффекте Холла, расположенный возле проводника из указанных одного или более проводников и выполненный с возможностью измерения тока, проходящего через проводник, причем микропроцессор выполнен с возможностью управления работой по меньшей мере одного функционального элемента управляющего корпуса, картриджа или устройства доставки аэрозоля в ответ на измеренный таким образом ток.
Примерный вариант осуществления изобретения 9:
Управляющий корпус в соответствии с любым предшествующим или любым последующим примерным вариантом осуществления или любым их сочетанием, в котором проводник из указанных одного или более проводников соединен с выводом, соединенным или выполненным с возможностью соединения с источником питания, причем микропроцессор в активном режиме выполнен с возможностью направления электроэнергии от источника питания к нагревательному элементу для активирования и испарения компонентов композиции предшественника аэрозоля.
Примерный вариант осуществления изобретения 10:
Управляющий корпус в соответствии с любым предшествующим или любым последующим примерным вариантом осуществления или любым их сочетанием, в котором выполнение микропроцессора с возможностью управления работой по меньшей мере одного функционального элемента включает в себя выполнение указанного микропроцессора с возможностью отключения источника питания в том случае, когда проходящий через проводник ток превышает пороговый уровень, свидетельствующий о состоянии перегрузки по току или перегрузки по напряжению.
Примерный вариант осуществления изобретения 11:
Управляющий корпус в соответствии с любым предшествующим или любым последующим примерным вариантом осуществления или любым их сочетанием, в котором проводник из указанных одного или более проводников соединен с выводом, соединенным или выполненным с возможностью соединения с нагревательным элементом, и ток, проходящий через проводник, соответствует току, проходящему через нагревательный элемент в активном режиме, в котором управляющий корпус соединен с картриджем.
Примерный вариант осуществления изобретения 12:
Управляющий корпус в соответствии с любым предшествующим или любым последующим примерным вариантом осуществления или любым их сочетанием, в котором выполнение микропроцессора с возможностью управления работой по меньшей мере одного функционального элемента включает в себя его выполнение с возможностью осуществления в активном режиме по меньшей мере следующего: направление мощности к нагревательному элементу для включения нагревательного элемента для активирования и испарения компонентов композиции предшественника аэрозоля и в равной степени запуска времени нагрева; и определение, на периодической основе до истечения времени нагрева, скользящего окна измерений мгновенной эффективной мощности, подаваемой к нагревательному элементу, причем каждое измерение окна измерений определяется как произведение напряжения на нагревательном элементе на силу тока, проходящего через нагревательный элемент; вычисление простого скользящего среднего мощности, подаваемой к нагревательному элементу, на основании скользящего окна" измерений мгновенной эффективной мощности; и регулировка мощности, подаваемой к нагревательному элементу для выключения или включения нагревательного элемента на периодической основе каждый раз, когда простое скользящее среднее мощности соответственно выше или ниже выбранного заданного значения мощности.
Примерный вариант осуществления изобретения 13:
Управляющий корпус в соответствии с любым предшествующим или любым последующим примерным вариантом осуществления или любым их сочетанием, дополнительно содержащий еще один датчик тока на эффекте Холла, расположенный возле другого проводника из указанных одного или более проводников, причем другой проводник соединен с выводом, соединенным или выполненным с возможностью соединения с источником питания, от которого микропроцессор имеет возможность подавать мощность к нагревательному элементу, при этом другой датчик тока на эффекте Холла выполнен с возможностью измерения тока, проходящего через другой проводник, а микропроцессор выполнен с возможностью дополнительного управления работой по меньшей мере одного функционального элемента в ответ на ток, измеренный таким образом другим датчиком тока на эффекте Холла.
Примерный вариант осуществления изобретения 14:
Управляющий корпус в соответствии с любым предшествующим или любым последующим примерным вариантом осуществления или любым их сочетанием, в котором выполнение микропроцессора с возможностью дополнительного управления работой по меньшей мере одного функционального элемента включает в себя выполнение указанного микропроцессора с возможностью отключения источника питания в том случае, когда проходящий через другой проводник ток превышает пороговый уровень, свидетельствующий о состоянии перегрузки по току или перегрузки по напряжению.
Примерный вариант осуществления изобретения 15:
Картридж, соединенный или выполненный с возможностью соединения с управляющим корпусом, который оснащен микропроцессором, причем управляющий корпус соединен или выполнен с возможностью соединения с картриджем с образованием устройства доставки аэрозоля, причем картридж содержит кожух, образующий резервуар, выполненный с возможностью удерживания композиции предшественника аэрозоля; и множество электронных компонентов, взаимосоединенных одним или более проводниками или присоединенных к указанным проводникам, причем множество электронных компонентов содержит: нагревательный элемент, выполненный с возможностью работы в активном режиме, в котором картридж соединен с управляющим корпусом, причем нагревательный элемент в активном режиме выполнен с возможностью управления со стороны микропроцессора для активирования и испарения компонентов композиции предшественника аэрозоля; и датчик тока на эффекте Холла, расположенный возле проводника из указанных одного или более проводников и выполненный с возможностью измерения тока, проходящего через проводник, причем микропроцессор выполнен с возможностью управления работой по меньшей мере одного функционального элемента управляющего корпуса, картриджа или устройства доставки аэрозоля в ответ на измеренный таким образом ток.
Примерный вариант осуществления изобретения 16: Картридж в соответствии с любым предшествующим или любым последующим примерным вариантом осуществления или любым их сочетанием, в котором проводник из указанных одного или более проводников соединен с выводом, соединенным или выполненным с возможностью соединения с источником питания, причем микропроцессор в активном режиме выполнен с возможностью направления электроэнергии от источника питания к нагревательному элементу для активирования и испарения компонентов композиции предшественника аэрозоля.
Примерный вариант осуществления изобретения 17: Картридж в соответствии с любым предшествующим или любым последующим примерным вариантом осуществления или любым их сочетанием, в котором выполнение микропроцессора с возможностью управления работой по меньшей мере одного функционального элемента включает в себя выполнение указанного микропроцессора с возможностью отключения источника питания в том случае, когда проходящий через проводник ток превышает пороговый уровень, свидетельствующий о состоянии перегрузки по току или перегрузки по напряжению.
Примерный вариант осуществления изобретения 18: Картридж в соответствии с любым предшествующим или любым последующим примерным вариантом осуществления или любым их сочетанием, в котором проводник из указанных одного или более проводников соединен с нагревательным элементом, и ток, проходящий через проводник, соответствует току, проходящему через нагревательный элемент в активном режиме, в котором управляющий корпус соединен с картриджем.
Примерный вариант осуществления изобретения 19: Картридж в соответствии с любым предшествующим или любым последующим примерным вариантом осуществления или любым их сочетанием, в котором выполнение микропроцессора с возможностью управления работой по меньшей мере одного функционального элемента включает в себя его выполнение с возможностью осуществления в активном режиме по меньшей мере следующего: направление мощности к нагревательному элементу для включения нагревательного элемента для активирования и испарения компонентов композиции предшественника аэрозоля и в равной степени запуска времени нагрева; и определение, на периодической основе до истечения времени нагрева, скользящего окна измерений мгновенной эффективной мощности, подаваемой к нагревательному элементу, причем каждое измерение окна измерений определяется как произведение напряжения на нагревательном элементе на силу тока, проходящего через нагревательный элемент; вычисление простого скользящего среднего мощности, подаваемой к нагревательному элементу, на основании скользящего окна измерений мгновенной эффективной мощности; и регулировка мощности, подаваемой к нагревательному элементу для выключения или включения нагревательного элемента на периодической основе каждый раз, когда простое скользящее среднее мощности соответственно выше или ниже выбранного заданного значения мощности.
Эти и другие признаки, аспекты и преимущества настоящего изобретения станут очевидными после прочтения нижеследующего подробного описания вместе с сопроводительными чертежами, которые кратко описаны ниже. Настоящее изобретение включает любую комбинацию двух, трех, четырех или более признаков или элементов, сформулированных в данном описании изобретения, независимо от того, скомбинированы ли такие признаки или элементы в явной форме либо иным образом изложены в конкретном примерном варианте осуществления, описанном в настоящей заявке. Настоящее описание выполнено для прочтения с учетом всех элементов таким образом, что любые отделимые признаки или элементы описанного изобретения в любом из его различных аспектов и примерных вариантов осуществления должны рассматриваться как комбинируемые, если контекст изобретения явно не указывает иное.
Таким образом, следует понимать, что раздел «Раскрытие сущности изобретения» приведен только с целью обобщения некоторых приведенных в качестве примера вариантов осуществления, чтобы обеспечить базовое понимание некоторых аспектов изобретения. Соответственно, следует понимать, что описанные выше приведенные в качестве примера варианты осуществления являются только примерами и никоим образом не должны рассматриваться как сужающие объем и сущность изобретения. Другие приведенные в качестве примера варианты осуществления, аспекты и преимущества станут очевидными из нижеследующего подробного описания, приведенного вместе с сопроводительными чертежами, на которых показаны, в качестве примера, принципы некоторых описанных приведенных в качестве примера вариантов осуществления.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖА(-ЕЙ)
После описания таким образом настоящего изобретения с использованием вышеизложенных общих терминов далее ссылка будет сделана на сопроводительные чертежи, которые необязательно изображены с соблюдением масштаба, и на которых:
ФИГ. 1 изображает вид сбоку устройства доставки аэрозоля, содержащего картридж, соединенный с управляющим корпусом, в соответствии с примерным вариантом осуществления настоящего изобретения;
ФИГ. 2 изображает частичный разрез устройства доставки аэрозоля в соответствии с различными примерными вариантами осуществления; и
ФИГ. 3-7 изображают различные элементы управляющего корпуса и картриджа устройства доставки аэрозоля в соответствии с различными примерными вариантами осуществления.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение далее будет подробно описано со ссылкой на приведенные в качестве примера варианты его осуществления. Эти приведенные в качестве примера варианты осуществления описаны таким образом, что настоящее изобретение будет представлено всесторонне и в завершенном виде с полным раскрытием его объема для специалиста в данной области. Разумеется, настоящее изобретение может быть реализовано во множестве различных форм и не должно рассматриваться как ограниченное вариантами осуществления, описанными в настоящей заявке; скорее, эти варианты осуществления представлены таким образом, что настоящее изобретение удовлетворяет соответствующим юридическим требованиям. Используемые в описании и в приложенной формуле формы единственного числа включают формы множественного числа, если контекст явно не утверждает иное.
Согласно нижеследующему описанию приведенные в качестве примера варианты осуществления настоящего изобретения относятся к системам доставки аэрозоля. Системы доставки аэрозоля согласно настоящему изобретению используют электрическую энергию для нагрева материала (предпочтительно без сгорания материала в любой существенной степени) для образования пригодного для вдыхания вещества; при этом компоненты таких систем имеют форму изделий, которые наиболее предпочтительно являются достаточно компактными, чтобы считаться «переносными» устройствами. Иными словами, использование компонентов предпочтительных систем доставки аэрозоля не приводит к образованию дыма в том смысле, что аэрозоль, главным образом, является результатом побочных продуктов сгорания или пиролиза табака, а скорее использование этих предпочтительных систем приводит к образованию паров, являющихся следствием улетучивания или испарения определенных компонентов, входящих в их состав. В некоторых приведенных в качестве примера вариантах осуществления компоненты систем доставки аэрозоля могут быть охарактеризованы как электронные сигареты, при этом такие электронные сигареты наиболее предпочтительно содержат табак и/или компоненты, полученные из табака, а значит, доставляют компоненты, полученные из табака, в аэрозольной форме.
Генерирующие аэрозоль изделия определенных предпочтительных систем доставки аэрозоля могут создавать множество ощущений (например, ритуалы вдыхания и выдыхания, типы вкусов или ароматов, органолептические эффекты, физическое ощущение, ритуалы использования, визуальные стимулы, такие как создаваемые видимым аэрозолем и т.п.) курения сигареты, сигары или трубки, которые достигаются разжиганием и горением табака (а значит, вдыханием табачного дыма), фактически без сгорания в какой-либо существенной степени какого-либо из его компонентов. Например, пользователь генерирующего аэрозоль изделия согласно настоящему изобретению может держать и использовать это изделие весьма схоже с тем, как курильщик использует курительное изделие традиционного типа, затягиваться на одном конце такого изделия для вдыхания аэрозоля, вырабатываемого этим изделием, осуществлять затяжки с выбранными интервалами времени и т.п.
Системы доставки аэрозоля согласно настоящему изобретению также могут быть охарактеризованы как парообразующие изделия или изделия доставки лекарственного препарата. Таким образом, такие изделия или устройства могут быть приспособлены для подачи одного или более веществ (например, ароматизаторов и/или фармацевтических активных ингредиентов) в пригодной для вдыхания форме или состоянии. Например, пригодные для вдыхания вещества по существу могут находиться в форме пара (т.е. вещества, находящегося в газовой фазе при температуре, которая ниже, чем его критическая точка). Согласно альтернативному варианту осуществления пригодные для вдыхания вещества могут находиться в форме аэрозоля (т.е. взвеси тонких твердых частиц или жидких капель в газе). В целях простоты используемый в настоящей заявке термин «аэрозоль» предназначен для обозначения паров, газов и аэрозолей той формы или того типа, которые подходят для вдыхания человеком, независимо от того, являются ли они или не являются видимыми и имеют или не имеют форму, которая может считаться «подобной дыму».
Предложенные системы доставки аэрозоля обычно содержат ряд компонентов, выполненных внутри наружного корпуса или оболочки, которые могут называться кожухом. Общая конструкция наружного корпуса или оболочки может варьироваться, и конфигурация наружного корпуса, которая может задавать общий размер и форму устройства доставки аэрозоля, также может варьироваться. Как правило, удлиненный корпус, напоминающий по форме сигарету или сигару, может быть выполнен из единого цельного кожуха, или же удлиненный кожух может быть выполнен из двух или более разделяемых компонентов. Например, устройство доставки аэрозоля может содержать удлиненную оболочку или корпус, которые могут по существу иметь трубчатую форму и соответственно походить на форму обычной сигареты или сигары. В одном примере все компоненты устройства доставки аэрозоля расположены внутри одного кожуха. В альтернативном варианте осуществления изобретения устройство доставки аэрозоля может содержать два или большее количество кожухов, которые соединены друг с другом с возможностью разъединения. Например, на одном конце устройства доставки аэрозоля может находиться управляющий корпус, который содержит кожух, заключающий в себе один или большее количество компонентов многократного использования (например, аккумулятор, такой как перезаряжаемая батарея, тонкопленочная батарея с твердым электролитом и/или конденсатор, и различную электронику для управления работой этого изделия), а на другом конце устройства к нему может быть присоединен с возможностью отсоединения наружный корпус или оболочка, заключающий в себе сменную часть (например, сменный картридж, содержащий вкусоароматические добавки).
Предложенные системы доставки аэрозоля наиболее предпочтительно содержат некоторую комбинацию источника энергии (т.е. источника электроэнергии), по меньшей мере одного управляющего компонента (например, средства для активирования, управления, регулирования и прекращения электропитания для выработки тепла, к примеру, за счет управления электрическим током, проходящим от источника питания к другим компонентам изделия - например, микропроцессору, отдельно или в составе микроконтроллера), нагревателя или тепловырабатывающего элемента (например, электрического резистивного нагревательного элемента или другого компонента, который сам или в сочетании с одним или большим количеством дополнительных элементов может обычно называться "атомайзером"), композиции предшественника аэрозоля (например, обычно жидкости, способной вырабатывать аэрозоль при воздействии на нее достаточного количества тепла, такой как ингредиенты, обычно называемые "курительным соком", "жидкостью для электронных сигарет" и "соком для электронных сигарет"), и области или конца мундштука для обеспечения возможности выполнения затяжки из устройства доставки аэрозоля с целью вдыхания аэрозоля (например, обеспечения заданного пути для воздушного потока через изделие таким образом, что образуемый аэрозоль может быть извлечен через него при затяжке).
Более конкретные форматы, конфигурации и компоновки компонентов в системах доставки аэрозоля в соответствии с настоящим изобретением будут очевидны в свете дальнейшего раскрытия изобретения, представленного ниже. Кроме того, выбор и компоновка различных компонентов системы доставки аэрозоля могут быть понятны при рассмотрении имеющихся в продаже электронных устройств доставки аэрозоля, таких как характерные продукты, на которые даны ссылки в разделе уровня техники настоящего описания изобретения.
В различных примерах устройство доставки аэрозоля может содержать резервуар, выполненный с возможностью удерживания композиции предшественника аэрозоля. Резервуар, в частности, может быть выполнен из пористого материала (например, волокнистого материала) и, таким образом, может называться пористой подложкой (например, волокнистой подложкой).
Волокнистая подложка, используемая в качестве резервуара в устройстве доставки аэрозоля, может являться тканым или нетканым материалом, изготовленным из множества волокон или нитей, и может быть выполнена из природных волокон и/или синтетических волокон. Например, волокнистая подложка может содержать стекловолокнистый материал. В конкретных примерах может быть использован ацетилцеллюлозный материал. В других примерных вариантах осуществления изобретения может быть использован углеродный материал. Резервуар может быть по существу выполнен в виде контейнера и может содержать включенный в него волокнистый материал.
На ФИГ. 1 изображен вид сбоку устройства 100 доставки аэрозоля, содержащего управляющий корпус 102 и картридж 104, в соответствии с различными примерными вариантами осуществления настоящего изобретения. В частности, на ФИГ. 1 представлены управляющий корпус и картридж, которые соединены друг с другом. Управляющий корпус и картридж могут быть выровнены с возможностью разъединения при функционировании. Картридж может быть соединен с управляющим корпусом посредством различных механизмов, включая резьбовое взаимодействие, взаимодействие при прессовой посадке, посадку с натягом, магнитное взаимодействие и т.п. Устройство доставки аэрозоля может быть по существу стержнеобразным, по существу трубчатым или по существу цилиндрическим в некоторых примерных вариантах осуществления, когда картридж и управляющий корпус находятся в собранном состоянии. Кроме того, устройство доставки аэрозоля может иметь по существу прямоугольное или ромбоидальное поперечное сечение, которое может служить для большей совместимости с по существу плоским или тонкопленочным источником электропитания, таким как источник электропитания, содержащий плоскую батарею. Картридж и управляющий корпус могут иметь раздельные соответствующие кожухи или наружные оболочки, которые могут быть выполнены из любого количества различных материалов. Кожух может быть выполнен из любого конструктивно подходящего материала. В некоторых примерах кожух может быть выполнен из металла или сплава, такого как нержавеющая сталь, алюминий и т.д. Другие подходящие материалы включают различные пластики (например, поликарбонат), металлическое покрытие поверх пластика, керамику и т.п.
В некоторых примерных вариантах осуществления изобретения управляющий корпус 102 и/или картридж 104 устройства 100 доставки аэрозоля могут быть одноразовыми или многоразовыми. Например, управляющий корпус может содержать сменную батарею или перезаряжаемую батарею и, таким образом, может быть объединен с зарядным устройством любого типа, включая соединение с типичной электрической розеткой переменного тока, соединение с автомобильным зарядным устройством (т.е. приемным гнездом прикуривателя), соединение с компьютером, например, посредством кабеля или разъема универсальной последовательной шины (universal serial bus, USB) или соединение с фотоэлектрической ячейкой (иногда называемой солнечным фотоэлектрическим элементом) или солнечной панелью фотоэлектрических элементов. Кроме того, в некоторых примерных вариантах осуществления картридж может включать в себя одноразовый картридж, как описано в патенте США №8 910 639 (Chang и др.), который полностью включен в настоящую заявку посредством ссылки.
На ФИГ. 2, в частности, изображено устройство 100 доставки аэрозоля в соответствии с некоторыми примерными вариантами осуществления изобретения. Как видно на разрезе, представленном на этом чертеже, устройство доставки аэрозоля может содержать управляющий корпус 102 и картридж 104, каждый из которых содержит ряд соответствующих компонентов. Компоненты, изображенные на ФИГ. 2, характерны для компонентов, которые могут находиться в управляющем корпусе и картридже, и не ограничивают объем компонентов, покрываемых настоящим изобретением. Как показано на чертеже, например, управляющий корпус может состоять из оболочки 206 управляющего корпуса, которая может содержать один или более электронных компонентов, таких как управляющий компонент 208 (например, микропроцессор, отдельно или как часть микроконтроллера), датчик 210 потока, источник 212 питания, датчик 214 тока на эффекте Холла и/или светоизлучающий диод (светодиод) 216, и такие компоненты могут быть переменно выровнены. Источник питания может включать в себя, например, батарею (одноразовую или перезаряжаемую), батарею с твердым электролитом, тонкопленочную батарею с твердым электролитом, суперконденсатор и т.п.или их сочетание. Некоторые примеры подходящего источника питания представлены в патентной заявке США №14/918926 (Sur и др.), поданной 21 октября 2015 г., которая включена в настоящую заявку посредством ссылки. Светодиод может являться одним примером подходящего визуального индикатора, которым может быть оснащено устройство 100 доставки аэрозоля. В дополнение к визуальным индикаторам, таким как светодиоды, или в качестве альтернативы им могут быть включены другие индикаторы, такие как слуховые индикаторы (например, динамики), тактильные индикаторы (например, вибродвигатели) и т.п.
Картридж 104 может быть выполнен из оболочки 218 картриджа, окружающей резервуар 220, выполненный с возможностью удержания в себе композиции предшественника аэрозоля, и содержащей нагреватель 224 (иногда называемый нагревательным элементом). В различных конфигурациях данная конструкция может называться баллончиком; и, соответственно, термины "картридж", "баллончик" и тому подобные могут быть использованы взаимозаменяемо для обозначения оболочки или другого кожуха, заключающего в себе резервуар для композиции предшественника аэрозоля и содержащего нагреватель.
Как показано на чертеже, в некоторых примерах резервуар 220 может быть соединен по текучей среде с элементом 222 транспортировки жидкости, выполненным с возможностью транспортировки посредством фитиля или иным образом композиции предшественника аэрозоля, хранящейся в кожухе резервуара, к нагревателю 224 (иногда называемому нагревательным элементом). В некоторых примерах между резервуаром и нагревателем может быть расположен клапан, выполненный с возможностью регулирования количества композиции предшественника аэрозоля, подаваемого или доставляемого из резервуара к нагревателю.
Для образования нагревателя 224 могут быть использованы различные примеры материалов, выполненных с возможностью вырабатывания тепла, когда через них пропускают электрический ток. Нагревателем в этих примерах может быть резистивный нагревательный элемент, такой как проволочная катушка, микронагреватель и т.п. Примерные материалы, из которых может быть выполнена проволочная катушка, включают в себя кантал (FeCrAl), нихром, дисилицид молибдена (MoSi2), силицид молибдена (MoSi), дисилицид молибдена, легированный алюминием (Mo(Si,Al)2), графит и материалы на основе графита (например, углеродные пенопласты и нити), а также керамику (например, керамику с положительным или отрицательным температурным коэффициентом). Примерные варианты осуществления нагревателей или нагревательных элементов, используемых в устройствах доставки аэрозоля в соответствии с настоящим изобретением, более подробно описаны ниже и могут быть включены в устройства, подобные изображенному на ФИГ. 2, как описано в настоящей заявке.
В оболочке 218 картриджа (например, на мундштучном конце) может быть выполнено отверстие 226 для обеспечения выхода образованного аэрозоля из картриджа 104.
Кроме того, картридж 104 может содержать один или более электронных компонентов, которые могут включать в себя интегральную схему, компонент памяти, датчик и т.п.Как описано более подробно ниже, например, картридж может содержать один или более датчиков 228 тока на эффекте Холла, выполненных с возможностью измерения тока в картридже. Электронные компоненты могут быть выполнены с возможностью связи с управляющим компонентом 208 и/или с внешним устройством посредством проводного или беспроводного соединения.
Электронные компоненты могут быть расположены в любом месте внутри картриджа или его основания 230.
Несмотря на то, что электронные компоненты, такие как управляющий компонент 208, датчик 210 потока и датчик 214 тока на эффекте Холла изображены раздельно, следует понимать, что различные электронные компоненты могут быть объединены на электронной плате. Кроме того, электронная плата может быть расположена горизонтально относительно изображения, представленного на ФИГ. 1, в том смысле, что электронная плата может быть в продольном направлении параллельна центральной оси управляющего корпуса. В некоторых примерах один или более электронных компонентов могут содержать свои собственные платы или другие базовые элементы, к которым они могут быть прикреплены. В некоторых примерах может быть использована гибкая плата. Гибкая плата может иметь разнообразные формы, включая по существу трубчатые формы. В некоторых примерах гибкая плата может быть объединена с подложкой нагревателя, наслоена на нее или может образовывать часть или всю подложку нагревателя.
Управляющий корпус 102 и картридж 104 могут содержать компоненты, выполненные с возможностью обеспечения гидравлического взаимодействия между ними. Как показано на ФИГ. 2, управляющий корпус может содержать муфту 232, в которой выполнена полость 234. Основание 230 картриджа может быть выполнено с возможностью зацепления с муфтой и может содержать выступ 236, выполненный с возможностью расположения внутри полости. Такое зацепление может обеспечивать стабильное соединение между управляющим корпусом и картриджем, а также устанавливать электрическое соединение между источником 212 питания и управляющим компонентом 208, расположенными в управляющем корпусе, и нагревателем 224, расположенным в картридже. Кроме того, оболочка 206 управляющего корпуса может содержать воздухозаборное отверстие 238, которое может представлять собой паз, выполненный в оболочке в месте ее соединения с муфтой, который обеспечивает прохождение окружающего воздуха вокруг муфты в оболочку, откуда он затем проходит через полость 234 муфты в картридж через выступ 236.
Муфта и основание, использованные в соответствии с настоящим изобретением, описаны в публикации патентной заявки США №2014/0261495 (Novak и др.), которая полностью включена в настоящую заявку посредством ссылки. Например, муфта 232, как показано на ФИГ. 2, может образовывать наружную кольцевую поверхность 240, выполненную с возможностью сопряжения с внутренней кольцевой поверхностью 242 основания 230. В одном примере внутренняя кольцевая поверхность основания может задавать радиус, который по существу равен радиусу наружной кольцевой поверхности муфты или немного превышает его. Кроме того, муфта может содержать один или более выступов 244 на наружной кольцевой поверхности, выполненных с возможностью зацепления с одним или более углублениями 246, выполненными на внутренней кольцевой поверхности основания. Однако, для соединения основания и муфты могут быть использованы различные другие примеры конструкций, форм и компонентов. В некоторых примерах соединение между основанием картриджа 104 и муфтой управляющего корпуса 102 может быть по существу неразъемным, тогда как в других примерах соединение между ними может быть выполнено разъемным с тем, чтобы, например, управляющий корпус можно было повторно использовать с одним или более дополнительными картриджами, которые могут быть одноразовыми сменными и/или многоразовыми заправляемыми.
Устройство 100 доставки аэрозоля может быть по существу стержнеобразным или по существу трубчатым, или по существу цилиндрическим в некоторых примерах. Другие примеры охватывают дополнительные формы и размеры - например, устройство может иметь прямоугольное или треугольное поперечное сечение, многогранную форму и т.д.
Резервуар 220, изображенный на ФИГ. 2, может представлять собой контейнер или волокнистый резервуар, как описано в настоящей заявке. Например, резервуар может содержать один или более слоев нетканых волокон, по существу сформованных в трубку, охватывающую внутреннюю часть оболочки 218 картриджа, в данном примере. В резервуаре может содержаться композиция предшественника аэрозоля. Например, в резервуаре могут содержаться жидкие компоненты за счет сорбционного действия. Резервуар может быть соединен по текучей среде с элементом 222 транспортировки жидкости. Элемент транспортировки жидкости может транспортировать композицию предшественника аэрозоля, хранящуюся в резервуаре, за счет действия капиллярных сил к нагревателю 224, выполненному в виде металлической проволочной катушки в данном примере. По существу, нагреватель находится в тепловой связи с элементом транспортировки жидкости. Примерные варианты осуществления резервуаров и элементов транспортировки жидкости, используемых в устройствах доставки аэрозоля в соответствии с настоящим изобретением, более подробно описаны ниже, и такие резервуары и/или элементы транспортировки жидкости могут быть включены в устройства, подобные изображенному на ФИГ. 2, как описано в настоящей заявке. В частности, конкретные сочетания нагревательных элементов и элементов транспортировки, более подробно описанные ниже, могут быть включены в устройства, подобные изображенному на ФИГ. 2, как описано в настоящей заявке.
При использовании, когда пользователь втягивает воздух из устройства 100 доставки аэрозоля, датчик 210 потока обнаруживает поток воздуха, и активируется нагреватель 224 для испарения компонентов композиции предшественника аэрозоля. Выполнение затяжки через мундштук устройства доставки аэрозоля приводит к попаданию окружающего воздуха в воздухозаборное отверстие 238 и прохождению его через полость 234, выполненную в муфте 232, и центральное отверстие, выполненное в выступе 236 основания 230. В картридже 104 втягиваемый воздух соединяется с образованным паром для образования аэрозоля. Аэрозоль вдыхают или иным образом отводят от нагревателя через отверстие 226, выполненное в мундштуке устройства доставки аэрозоля.
В некоторых примерах устройство 100 доставки аэрозоля может включать ряд дополнительных функций, управляемых программным обеспечением. Например, устройство доставки аэрозоля может содержать цепь защиты источника питания, выполненную с возможностью обнаружения входного сигнала источника питания, нагрузок на клеммах источника питания и входного сигнала зарядки. Цепь защиты источника питания может содержать защиту от короткого замыкания и блокировку питания при пониженном напряжении. Кроме того, устройство доставки аэрозоля может содержать компоненты для измерения температуры окружающего воздуха, и его управляющий компонент 208 может быть выполнен с возможностью управления по меньшей мере одним функциональным элементом для блокировки зарядки источника питания, в частности, какой-либо батареи, если окружающая температура ниже определенного значения (например, 0°С) или выше определенного значения (например, 45°С), перед началом зарядки или во время зарядки.
Подача энергии от источника 212 питания может варьироваться в процессе каждой затяжки из устройства 100 в соответствии с механизмом управления мощностью. Устройство может содержать предохранительный таймер "длинной затяжки", так что, если пользователь или выход из строя компонента (например, датчика 210 потока) заставляют устройство выполнять непрерывную затяжку, то управляющий компонент 208 может управлять по меньшей мере одним функциональным элементом для автоматического прекращения затяжки через некоторый период времени (например, четыре секунды). Кроме того, время между затяжками устройства может быть ограничено меньшим периодом времени (например, 100 секунд). Сторожевой предохранительный таймер может автоматически перезагружать устройство доставки аэрозоля, если его управляющий компонент или работающее на нем программное обеспечение становятся нестабильными и не обслуживают таймер в течение соответствующего временного интервала (например, восемь секунд). Кроме того, может быть обеспечена предохранительная защита в случае дефективного или иным образом пришедшего в негодность датчика 210 потока с тем, чтобы отключить устройство доставки аэрозоля для предотвращения непреднамеренного нагревания. Ограничительный выключатель затяжки может переводить устройство в нерабочее состояние в случае выхода из строя датчика давления, приводящего к непрерывной активирования устройства без остановки по прошествии четырех секунд максимального времени затяжки.
Устройство 100 доставки аэрозоля может содержать алгоритм отслеживания затяжек, сконфигурированный с возможностью блокировки нагревателя по достижении установленного числа затяжек для присоединенного картриджа (на основании количества доступных затяжек, рассчитанных с учетом заправки жидкости для электронных сигарет в картридже). Устройство доставки аэрозоля может содержать функцию режима сна, ожидания или пониженного энергопотребления, в результате чего подача энергии может быть автоматически прекращена по истечении заданного периода неиспользования. Дополнительная предохранительная защита может быть обеспечена в том смысле, что циклы зарядки/разрядки источника 212 питания могут контролироваться управляющим компонентом 208 на протяжении всего срока эксплуатации. По достижении источником питания эквивалента предварительно заданного количества (например, 200) полных циклов разрядки и зарядки он может считаться израсходованным, и управляющий компонент может управлятьпо меньшей мере одним функциональным элементом для предотвращения дальнейшей зарядки источника питания.
Различные компоненты предложенного устройства доставки аэрозоля могут быть выбраны из описанных известных и имеющихся в продаже компонентов. Примеры батарей, которые могут быть использованы в соответствии с настоящим изобретением, описаны в публикации патентной заявки США №2010/0028766 (Peckerar и др.), содержание которой полностью включено в настоящую заявку посредством ссылки.
Устройство 100 доставки аэрозоля может содержать датчик 210 потока либо другой датчик или детектор для управления подачей электроэнергии к нагревателю 224, когда требуется выработка аэрозоля (например, при затяжке во время использования). В этой связи, например, предложен порядок или способ отключения подачи электроэнергии к нагревателю, когда пользователь не втягивает воздух через устройство доставки аэрозоля во время использования, и включения подачи электроэнергии для активирования или начала выработки тепла нагревателем во время затяжки. Дополнительные характерные типы механизмов распознавания или обнаружения, их конструкция и конфигурация, компоненты и общие способы работы описаны в патентах США №5261424 (Sprinkel, Jr.), №5372148 (McCafferty и др.) и международной публикации патентной заявки №WO 2010/003480 (Flick), которые полностью включены в настоящую заявку посредством ссылки.
Устройство 100 доставки аэрозоля наиболее предпочтительно содержит управляющий компонент 208 или другой управляющий механизм для управления количеством электроэнергии, подаваемой к нагревателю 224 во время затяжки. Характерные типы электронных компонентов, их конструкция и конфигурация, характеристики и общие способы работы описаны в патентах США №4 735 217 (Gerth и др.), №4 947 874 (Brooks и др.), №5372148 (McCafferty и др.), №6040560 (Fleischhauer и др.), №7040314 (Nguyen и др.), №8205622 (Pan), публикациях патентных заявок США №2009/0230117 (Fernando и др.), №2014/0060554 (Collet и др.), №2014/0270727 (Ampolini и др.) и патентной заявке США 14/209191 (Henry и др.), поданной 13 марта 2014 г., которые полностью включены в настоящую заявку посредством ссылки.
Типичные подложки, резервуары или другие компоненты для поддержания предшественника аэрозоля описаны в патенте США №8 528 569 (Newton), публикации патентной заявки США №2014/0261487 (Chapman и др.), патентных заявках США №14/011 992 (Davis и др.), поданной 28 августа 2013 г., и №14/170 838 (Bless и др.), поданной 3 февраля 2014 г., которые полностью включены в настоящую заявку посредством ссылки. Кроме того, различные капиллярные материалы, а также конфигурация и работа этих капиллярных материалов в определенных типах электронных сигарет описаны в публикации патентной заявки США №2014/0209105 (Sears и др.), которая полностью включена в настоящую заявку посредством ссылки.
Композиция предшественника аэрозоля, также называемая композицией предшественника пара, может содержать различные компоненты, включая, например, многоатомный спирт (например, глицерин, пропиленгликоль или их смесь), никотин, табак, табачный экстракт и/или ароматизаторы. Кроме того, типичные компоненты и составы предшественника аэрозоля представлены и охарактеризованы в патенте США №7217320 (Robinson и др.), публикациях патентных заявок №2013/0008457 (Zheng и др.), №2013/0213417 (Chong и др.), №2014/0060554 (Collett и др.), №2015/0020823 (Lipowicz и др.), №2015/0020830 (Koller), а также в международном патенте WO 2014/182736 (Bowen и др.), содержание которых включено в настоящую заявку посредством ссылки. Другие предшественники аэрозоля, которые могут быть использованы в устройстве доставки аэрозоля, включают предшественники аэрозоля, включенные в продукт VUSE® компании R.J. Reynolds Vapor Company, продукт BLUTM компании Lorillard Technologies, продукт MISTIC MENTHOL компании Mistic Ecigs и продукт VYPE компании CN Creative Ltd. Кроме того, желательными являются так называемые "курительные соки" для электронных сигарет, выпускаемые компанией Johnson Creek Enterprises LLC.
В устройстве 100 доставки аэрозоля могут быть использованы дополнительные типичные компоненты, вырабатывающие визуальные признаки, или индикаторы, такие как визуальные индикаторы и соответствующие компоненты, слуховые индикаторы, тактильные индикаторы и т.п. Примеры подходящих светодиодных компонентов, их конструкции и варианты применения описаны в патентах США №5154192 (Sprinkel и др.), №8499766 (Newton), №8539959 (Scatterday) и патентной заявке США №14/173 266 (Sears и др.), поданной 5 февраля 2014 г., которые полностью включены в настоящую заявку посредством ссылки.
Другие дополнительные характеристики, элементы управления или компоненты, которые могут быть включены в предложенные устройства доставки аэрозоля, описаны в патентах США №5967 148 (Harris и др.), №5934289 (Watkins и др.), №5954979 (Counts и др.), №6040560 (Fleischhauer и др.), №8365742 (Hon), №8402976 (Fernando и др.), публикациях патентных заявок США №2005/0016550 (Katase), №2010/0163063 (Fernando и др.), №2013/0192623 (Tucker и др.), №2013/0298905 (Leven и др.), №2013/0180553 (Kim и др.), №2014/0000638 (Sebastian и др.), №2014/0261495 (Novak и др.) и №2014/0261408 (DePiano и др.), которые полностью включены в настоящую заявку посредством ссылки.
Управляющий компонент 208 содержит ряд электронных компонентов и в некоторых примерах может быть выполнен из печатной платы, которая поддерживает и электрически соединяет электронные компоненты. Электронные компоненты могут включать в себя микропроцессорное или процессорное ядро и память. В некоторых примерах управляющий компонент может содержать микроконтроллер с интегрированным процессорным ядром и памятью, а также может дополнительно содержать одно или более интегрированных периферийных устройств ввода/вывода. В некоторых примерах управляющий компонент может быть соединен с интерфейсом связи для обеспечения беспроводной связи с одной или большим количеством сетей, вычислительных устройств или других соответствующим образом задействованных устройств. Примеры подходящих интерфейсов связи описаны в патентной заявке США №14/638,562 (Marion и др.), поданной 4 марта 2015 г., содержание которой полностью включено в настоящую заявку посредством ссылки. А примеры того, каким образом устройство доставки аэрозоля может быть выполнено с возможностью беспроводной связи, раскрыты в патентных заявках США №14/327,776 (Ampolini и др.), поданной 10 июля 2014 г., и №14/609,032 (Henry, Jr. и др.), поданной 29 января 2015 г.), каждая из которых полностью включена в настоящую заявку посредством ссылки.
Управляющий компонент 208 может быть выполнен с возможностью управления одним или более функциональными элементами устройства 100 доставки аэрозоля в разных состояниях устройства. В примерах, в которых устройство доставки аэрозоля содержит кожух, образованный из разделяемых корпусов, устройство доставки аэрозоля и, в частности, управляющий компонент 102 может находиться в режиме ожидания, когда управляющий компонент отсоединен от картриджа 104. В случаях либо цельного, либо разделяемого кожуха устройство доставки аэрозоля может находиться в режиме ожидания между затяжками, когда управляющий компонент соединен с картриджем. Аналогичным образом, в случаях либо цельного, либо разделяемого кожуха, когда пользователь осуществляет затяжку из устройства, и датчик 210 потока обнаруживает поток воздуха, устройство доставки аэрозоля может быть приведено в активный режим, в котором управляющий компонент может направлять электроэнергию от источника питания 212 для питания нагревателя 224 (нагревательного элемента) и, таким образом, управлять нагревателем для активирования и испарения компонентов композиции предшественника аэрозоля.
В соответствии с некоторыми примерными вариантами осуществления настоящего изобретения каждый из указанных одного или более датчиков 214, 228 тока на эффекте Холла в управляющем корпусе 102 и/или картридже может быть расположен возле проводника, который взаимно соединен или присоединен к одному или более электронным компонентам устройства 100 доставки аэрозоля. Одним примером подходящего датчика тока на эффекте Холла является датчик MLX91205 IMC-Hall® компании Melexis NV (Ипр, Бельгия). При прохождении тока I через проводник вокруг проводника образуется магнитное поле В (см., например, ФИГ. 3-7). Датчик тока на эффекте Холла может быть выполнен с возможностью измерения этого магнитного поля и выдачи соответствующего напряжения. Это соответствующее напряжение может быть пропорционально току, и датчик тока на эффекте Холла может, таким образом, быть выполнен с возможностью измерения тока, проходящего через проводник. Тогда управляющий компонент 208 может быть выполнен с возможностью управления работой по меньшей мере одного функционального элемента устройства доставки аэрозоля в ответ на измеренный таким образом ток.
На ФИГ. 3-7 более подробно изображены различные взаимосоединенные электронные компоненты управляющего корпуса 102 и картриджа 104 в соответствии с различными примерными вариантами осуществления изобретения. Как показано, управляющий корпус может содержать (первые) положительный и отрицательный выводы 302, 304, выполненные с возможностью соединения с источником 212 питания. Управляющий корпус может аналогичным образом содержать (вторые) положительный и отрицательный выводы 306, 308, выполненные с возможностью соединения с соответствующими положительным и отрицательным выводами 310, 312 картриджа, и эти соответствующие положительный и отрицательный выводы соединены с нагревателем 224 (нагревательным элементом). Управляющий компонент 208 может содержать микропроцессор 314 и ряд других электрических компонентов, таких как резисторы, конденсаторы, переключатели и т.п., которые могут быть соединены друг с другом, а также с источником питания и нагревателем посредством проводников, таких как провода, дорожки и т.п., для формирования электрической цепи. В некоторых примерах нагреватель может содержать терминал связи для передачи данных, таких как подсчет затяжек.
В соответствии с примерными вариантами осуществления настоящего изобретения микропроцессор 314 может быть выполнен с возможностью осуществления ряда управляющих операций. В активном режиме, например, микропроцессор может быть выполнен с возможностью подачи мощности от источника питания 212 (например, напрямую или через датчик 210 потока) для включения нагревателя 224 и, таким образом, управления нагревателем для активирования и испарения компонентов композиции предшественника аэрозоля. В этом случае между источником питания и нагревателем может быть расположен, например, переключатель Q1, который микропроцессор может переводить в замкнутое состояние, как показано на ФИГ. 3. Кроме того, в некоторых примерах микропроцессор может управлять работой по меньшей мере одного другого функционального элемента. Одним примером подходящего функционального элемента может быть индикатор 316, такой как визуальный, слуховой или тактильный индикатор.
В некоторых примерах подача мощности от источника 212 питания может варьироваться в соответствии с механизмом управления мощностью, который может содержать микропроцессор 314, выполненный с возможностью измерения напряжения на втором положительном выводе 306 и возможностью управления подачей мощности к нагревателю 224 на основании этого измерения. Напряжение на втором положительном выводе может соответствовать положительному напряжению нагревателя. Микропроцессор может работать с фактическим напряжением, или может быть использован аналого-цифровой преобразователь (АЦП) для преобразования фактического напряжения в цифровой эквивалент. В некоторых примерах управляющий компонент 208 может содержать делитель 318 напряжения с резисторами R1 и R2, который может быть выполнен с возможностью снижения напряжения, подаваемого на микропроцессор.
Кроме того, как показано на ФИГ. 3-7, управляющий корпус 102 и/или картридж 104 может содержать один или более датчиков 214, 228 тока на эффекте Холла, расположенных возле соответствующего(-их) проводника(-ов), взаимосоединенных или соединенных с различными электронными компонентами. Каждый датчик тока на эффекте Холла может быть выполнен с возможностью измерения тока, проходящего через проводник, а микропроцессор 314 может быть выполнен с возможностью управления работой по меньшей мере одного функционального элемента управляющего корпуса, картриджа или устройства 100 доставки аэрозоля в ответ на измеренный таким образом ток.
Как показано на ФИГ. 3, в некоторых примерах управляющий корпус 102 может содержать датчик 214 тока на эффекте Холла, расположенный возле проводника 320, соединенного с выводом, который соединен или выполнен с возможностью соединения с источником 212 питания. В различных примерах этот вывод может представлять собой первый положительный вывод 302, как показано на чертеже. Как указано выше, датчик тока на эффекте Холла может быть выполнен с возможностью измерения тока, проходящего через проводник. Тогда микропроцессор 314 может быть выполнен с возможностью управления работой по меньшей мере одного функционального элемента устройства доставки аэрозоля в ответ на измеренный таким образом ток. По меньшей мере в некоторых примерах микропроцессор может быть выполнен с возможностью отключения источника питания в том случае, когда проходящий через проводник ток превышает пороговый уровень, свидетельствующий о состоянии перегрузки по току или перегрузки по напряжению. Источник питания может быть отключен различными способами, например, посредством перевода одного или более переключателей (например, переключателя Q1), расположенных между источником питания и электронными компонентами, в разомкнутое состояние.
Как показано на ФИГ. 4, в некоторых примерах управляющий корпус 102 может содержать датчик 214 тока на эффекте Холла, расположенный возле проводника 322, соединенного с выводом, который соединен или выполнен с возможностью соединения с нагревателем 224. В различных примерах этот вывод может представлять собой второй отрицательный вывод 308. Следует еще раз отметить, что датчик тока на эффекте Холла может быть выполнен с возможностью измерения проходящего через проводник тока, который в этих примерах может соответствовать току, проходящему через нагреватель 224 в активном режиме, в котором управляющий корпус соединен с картриджем 104. Тогда микропроцессор 314 может быть выполнен с возможностью управления работой по меньшей мере одного функционального элемента устройства доставки аэрозоля в ответ на проходящий через нагреватель ток. Например, микропроцессор может быть выполнен с возможностью управления мощностью нагревателя на основании проходящего через нагреватель тока, к примеру, в соответствии с вышеупомянутым механизмом управления мощностью.
В некоторых более конкретных примерах микропроцессор 314 может быть выполнен с возможностью подачи мощности от источника 212 питания (например, напрямую или через датчик 210 потока) для включения нагревателя 224 и в равной степени запуска времени нагрева.
Это может включать в себя, например, выполнение микропроцессора с возможностью приведения переключателя Q1 в замкнутое состояние. В этом случае микропроцессор может регулировать мощность, подаваемую к нагревателю, на основании напряжения на втором положительном выводе 306, а также ток, проходящий через нагреватель, на периодической основе до истечения времени нагрева.
Указанное регулирование мощности, подаваемой к нагревателю 224, может включать в себя выполнение микропроцессора 314 с возможностью определения скользящего окна измерений мгновенной эффективной мощности, подаваемой к нагревателю, причем каждое измерение окна измерений определяется как произведение положительного напряжения нагревателя на силу тока, проходящего через нагреватель, который, как показано на ФИГ. 4, может быть измерен датчиком 214 тока на эффекте Холла. Или в примерах, таких как показаны на ФИГ. 3, ток может быть измерен различными другими способами, например, при помощи чувствительного к току резистора. В некоторых примерах микропроцессор может управлять фактическим током, проходящим через нагреватель, или же управляющий компонент 208 либо микропроцессор могут содержать АЦП, выполненный с возможностью преобразования фактического тока в цифровой эквивалент.
Микропроцессор 314 может вычислять простое скользящее среднее мощности, подаваемой к нагревателю 224, на основании скользящего окна измерений мгновенной эффективной мощности и сравнивать простое скользящее среднее мощности с выбранным заданным значением мощности, связанным с источником 212 питания. В этом случае микропроцессор может регулировать мощность, подаваемую к нагревателю, с тем, чтобы выключать или включать нагреватель на периодической основе каждый раз, когда простое скользящее среднее мощности относительно выше или ниже выбранного заданного значения мощности. Больше информации, касающейся аспектов подходящего механизма управления мощностью, можно найти в вышеупомянутой публикации патентной заявки США №2014/0270727 (Ampolini и др.), включенной в настоящую заявку.
В некоторых примерах управляющий корпус 102 может содержать множество датчиков 214 тока на эффекте Холла. Это показано, например, на ФИГ. 5, на котором управляющий корпус содержит первый датчик 214а тока на эффекте Холла, соответствующий датчику тока на эффекте Холла, показанному на ФИГ. 3, и второй датчик 214b тока на эффекте Холла, соответствующий датчику тока на эффекте Холла, показанному на ФИГ. 4. Как показано на ФИГ. 5, первый и второй датчики тока на эффекте Холла могут быть расположены возле соответствующих проводников 320, 322 и выполнены с возможностью измерения тока, проходящего через соответствующие проводники. Микропроцессор 314 может быть выполнен с возможностью управления работой по меньшей мере одного функционального элемента устройства доставки аэрозоля в ответ на измеренный таким образом ток, например, способом, таким же как описан выше или аналогичным ему.
Кроме того, как описано выше, в дополнение к управляющему корпусу 102 или вместо него картридж 104 в некоторых примерах может содержать один или более датчиков 228 тока на эффекте Холла. На ФИГ. 6 и 7 изображены примеры, в которых и управляющий корпус, и картридж содержат датчик тока на эффекте Холла в различных конфигурациях, каждая из которых может обеспечивать функциональность, одинаковую или аналогичную описанной выше со ссылкой на ФИГ. 5 и, таким образом, ФИГ. 3 и 4. В других примерах датчик тока на эффекте Холла может быть исключен из управляющего корпуса на ФИГ. 6 и 7, или картридж может содержать датчики тока на эффекте Холла, показанные на ФИГ. 6 и 7 (аналогично картриджу, показанному на ФИГ. 5, относительно ФИГ. 3 и 4).
Как показано на ФИГ. 6, картридж 104 может содержать датчик 228 тока на эффекте Холла, расположенный возле проводника 624, соединенного с выводом, который соединен или выполнен с возможностью соединения с источником 212 питания. В различных примерах этот вывод может представлять собой соответствующий положительный вывод 310 картриджа, как показано на чертеже. Как указано выше, датчик тока на эффекте Холла может быть выполнен с возможностью измерения тока, проходящего через проводник. В этом случае микропроцессор 314 может быть выполнен с возможностью управления работой по меньшей мере одного функционального элемента устройства доставки аэрозоля в ответ на измеренный таким образом ток, например, способом, аналогичным описанному выше со ссылкой на ФИГ. 3. Например, микропроцессор может быть выполнен с возможностью отключения источника питания в том случае, когда проходящий через проводник ток превышает пороговый уровень, свидетельствующий о состоянии перегрузки по току или перегрузки по напряжению, например, посредством перевода одного или более переключателей (например, переключателя Q1), расположенных между источником питания и электронными компонентами, в разомкнутое состояние.
Как показано на ФИГ. 7, картридж 104 может содержать датчик 228 тока на эффекте Холла, расположенный возле проводника 626, соединенного с выводом, который соединен или выполнен с возможностью соединения с нагревателем 224. В различных примерах этот вывод может представлять собой соответствующий отрицательный вывод 312. Датчик тока на эффекте Холла может быть выполнен с возможностью измерения проходящего через проводник тока, который в этих примерах может соответствовать току, проходящему через нагреватель 224 в активном режиме. В этом случае микропроцессор 314 может быть выполнен с возможностью управления работой по меньшей мере одного функционального элемента устройства доставки аэрозоля в ответ на проходящий через нагреватель ток, например, способом, аналогичным описанному выше со ссылкой на ФИГ. 4. Например, микропроцессор может быть выполнен с возможностью управления мощностью нагревателя на основании проходящего через нагреватель тока, к примеру, в соответствии с вышеописанным механизмом управления мощностью.
Предшествующее описание использования изделия(-ий) может быть применено к различным примерным вариантам осуществления изобретения, описанным в настоящей заявке, с незначительными модификациями, что может быть очевидно для специалистов в данной области техники в свете дополнительного описания, представленного в настоящей заявке. Однако, вышеприведенное описание использования не ограничивает применение изделия, а представлено с целью соответствия всем необходимым требованиям описания настоящего изобретения. Любые элементы, представленные в изделии(-иях), изображенном на ФИГ. 1-7 или иным образом описанном выше, могут быть включены в устройство доставки аэрозоля в соответствии с настоящим изобретением.
Множество модификаций и других вариантов осуществления настоящего изобретения, изложенных в настоящей заявке, могут быть очевидными для специалистов в данной области техники после ознакомления с вышеприведенными описаниями и сопроводительными чертежами. Таким образом, следует понимать, что настоящее изобретение не ограничено конкретными описанными в настоящей заявке вариантами осуществления, и что модификации и другие варианты осуществления включены в объем охраны настоящего изобретения, определенный прилагаемой формулой изобретения. Более того, несмотря на то, что предшествующие описания и сопроводительные чертежи описывают примерные варианты осуществления изобретения в контексте конкретных примерных сочетаний элементов и/или функций, следует отметить, что различные сочетания элементов и/или функций могут быть представлены альтернативными вариантами осуществления изобретения в пределах объема прилагаемой формулы изобретения. В этой связи, например, предусмотрены также сочетания элементов и/или функций, отличающиеся от тех, которые явно описаны выше, как может быть изложено в некоторых пунктах прилагаемой формулы изобретения. Несмотря на то, что в настоящей заявке используются конкретные термины, они использованы только в родовом и описательном смысле, а не в целях ограничения.
1. Устройство доставки аэрозоля, содержащее:
кожух, образующий резервуар, выполненный с возможностью удерживания композиции предшественника аэрозоля; и
множество электронных компонентов, взаимосоединенных одним или более проводниками или присоединенных к указанным проводникам, причем множество электронных компонентов содержит:
нагревательный элемент;
управляющий компонент, выполненный с возможностью работы в активном режиме, в котором управляющий компонент выполнен с возможностью управления нагревательным элементом для активирования и испарения компонентов композиции предшественника аэрозоля; и
датчик тока на эффекте Холла, расположенный возле проводника из указанных одного или более проводников и выполненный с возможностью измерения тока, проходящего через проводник, причем управляющий компонент выполнен с возможностью управления работой по меньшей мере одного функционального элемента устройства доставки аэрозоля в ответ на измеренный таким образом ток,
при этом проводник из указанных одного или более проводников соединен с выводом, соединенным или выполненным с возможностью соединения с источником питания, причем управляющий компонент в активном режиме выполнен с возможностью направления электроэнергии от источника питания к нагревательному элементу для активирования и испарения компонентов композиции предшественника аэрозоля, а
выполнение управляющего компонента с возможностью управления работой по меньшей мере одного функционального элемента включает в себя выполнение указанного управляющего компонента с возможностью отключения источника питания в том случае, когда проходящий через проводник ток превышает пороговый уровень, свидетельствующий о состоянии перегрузки по току или перегрузки по напряжению.
2. Устройство доставки аэрозоля по п. 1, дополнительно содержащее еще один датчик тока на эффекте Холла, расположенный возле другого проводника из указанных одного или более проводников, причем другой проводник соединен с нагревательным элементом или выводом, соединенным или выполненным с возможностью соединения с нагревательным элементом, и
при этом другой датчик тока на эффекте Холла выполнен с возможностью измерения тока, проходящего через другой проводник, соответствующего току, проходящему через нагревательный элемент в активном режиме, а управляющий компонент выполнен с возможностью дополнительного управления работой по меньшей мере одного функционального элемента в ответ на ток, измеренный таким образом другим датчиком тока на эффекте Холла.
3. Устройство доставки аэрозоля по п. 2, в котором выполнение управляющего компонента с возможностью управления работой по меньшей мере одного функционального элемента в ответ на ток, измеренный таким образом другим датчиком тока на эффекте Холла, включает в себя его выполнение с возможностью осуществления в активном режиме по меньшей мере следующего:
направление мощности к нагревательному элементу для включения нагревательного элемента с целью активирования и испарения компонентов композиции предшественника аэрозоля и в равной степени запуска времени нагрева; и на периодической основе до истечения времени нагрева,
определение скользящего окна измерений мгновенной эффективной мощности, подаваемой к нагревательному элементу, причем каждое измерение окна измерений определяется как произведение напряжения на нагревательном элементе на силу тока, проходящего через нагревательный элемент;
вычисление простого скользящего среднего мощности, подаваемой к нагревательному элементу, на основании скользящего окна измерений мгновенной эффективной мощности; и
регулировка мощности, подаваемой к нагревательному элементу для выключения или включения нагревательного элемента на периодической основе каждый раз, когда простое скользящее среднее мощности соответственно выше или ниже выбранного заданного значения мощности.
4. Управляющий корпус, соединенный или выполненный с возможностью соединения с картриджем, оснащенным нагревательным элементом и содержащим композицию предшественника аэрозоля, причем управляющий корпус соединен или выполнен с возможностью соединения с картриджем с образованием устройства доставки аэрозоля, в котором нагревательный элемент выполнен с возможностью активирования и испарения компонентов композиции предшественника аэрозоля, и при этом управляющий корпус содержит:
множество электронных компонентов, взаимосоединенных одним или более проводниками или присоединенных к указанным проводникам, причем множество электронных компонентов содержит:
микропроцессор, выполненный с возможностью работы в активном режиме, в котором управляющий корпус соединен с картриджем, причем микропроцессор в активном режиме выполнен с возможностью управления нагревательным элементом для активирования и испарения компонентов композиции предшественника аэрозоля; и
датчик тока на эффекте Холла, расположенный возле проводника из указанных одного или более проводников и выполненный с возможностью измерения тока, проходящего через проводник, причем микропроцессор выполнен с возможностью управления работой по меньшей мере одного функционального элемента управляющего корпуса, картриджа или устройства доставки аэрозоля в ответ на измеренный таким образом ток,
при этом проводник из указанных одного или более проводников соединен с выводом, соединенным или выполненным с возможностью соединения с источником питания, причем микропроцессор в активном режиме выполнен с возможностью направления электроэнергии от источника питания к нагревательному элементу для активирования и испарения компонентов композиции предшественника аэрозоля, а
выполнение микропроцессора с возможностью управления работой по меньшей мере одного функционального элемента включает в себя выполнение указанного микропроцессора с возможностью отключения источника питания в том случае, когда проходящий через проводник ток превышает пороговый уровень, свидетельствующий о состоянии перегрузки по току или перегрузки по напряжению.
5. Управляющий корпус по п. 4, дополнительно содержащий еще один датчик тока на эффекте Холла, расположенный возле другого проводника из указанных одного или более проводников, причем другой проводник соединен с выводом, соединенным или выполненным с возможностью соединения с нагревательным элементом, и
при этом другой датчик тока на эффекте Холла выполнен с возможностью измерения тока, проходящего через другой проводник, соответствующего току, проходящему через нагревательный элемент в активном режиме, в котором управляющий корпус соединен с картриджем, а микропроцессор выполнен с возможностью дополнительного управления работой по меньшей мере одного функционального элемента в ответ на ток, измеренный таким образом другим датчиком тока на эффекте Холла.
6. Управляющий корпус по п. 5, в котором выполнение микропроцессора с возможностью управления работой по меньшей мере одного функционального элемента в ответ на ток, измеренный таким образом другим датчиком тока на эффекте Холла, включает в себя его выполнение с возможностью осуществления в активном режиме по меньшей мере следующего:
направление мощности к нагревательному элементу для включения нагревательного элемента с целью активирования и испарения компонентов композиции предшественника аэрозоля и в равной степени запуска времени нагрева; и на периодической основе до истечения времени нагрева,
определение скользящего окна измерений мгновенной эффективной мощности, подаваемой к нагревательному элементу, причем каждое измерение окна измерений определяется как произведение напряжения на нагревательном элементе на силу тока, проходящего через нагревательный элемент;
вычисление простого скользящего среднего мощности, подаваемой к нагревательному элементу, на основании скользящего окна измерений мгновенной эффективной мощности; и
регулировка мощности, подаваемой к нагревательному элементу для выключения или включения нагревательного элемента на периодической основе каждый раз, когда простое скользящее среднее мощности соответственно выше или ниже выбранного заданного значения мощности.
7. Картридж, соединенный или выполненный с возможностью соединения с управляющим корпусом, который оснащен микропроцессором, причем управляющий корпус соединен или выполнен с возможностью соединения с картриджем с образованием устройства доставки аэрозоля, причем картридж содержит:
кожух, образующий резервуар, выполненный с возможностью удерживания композиции предшественника аэрозоля; и
множество электронных компонентов, взаимосоединенных одним или более проводниками или присоединенных к указанным проводникам, причем множество электронных компонентов содержит:
нагревательный элемент, выполненный с возможностью работы в активном режиме, в котором картридж соединен с управляющим корпусом, причем нагревательный элемент в активном режиме выполнен с возможностью управления со стороны микропроцессора для активирования и испарения компонентов композиции предшественника аэрозоля; и
датчик тока на эффекте Холла, расположенный возле проводника из указанных одного или более проводников и выполненный с возможностью измерения тока, проходящего через проводник, причем микропроцессор выполнен с возможностью управления работой по меньшей мере одного функционального элемента управляющего корпуса, картриджа или устройства доставки аэрозоля в ответ на измеренный таким образом ток,
при этом проводник из указанных одного или более проводников соединен с выводом, соединенным или выполненным с возможностью соединения с источником питания, причем микропроцессор в активном режиме выполнен с возможностью направления электроэнергии от источника питания к нагревательному элементу для активирования и испарения компонентов композиции предшественника аэрозоля, а
выполнение микропроцессора с возможностью управления работой по меньшей мере одного функционального элемента включает в себя выполнение указанного микропроцессора с возможностью отключения источника питания в том случае, когда проходящий через проводник ток превышает пороговый уровень, свидетельствующий о состоянии перегрузки по току или перегрузки по напряжению.
8. Картридж по п. 7, дополнительно содержащий еще один датчик тока на эффекте Холла, расположенный возле другого проводника из указанных одного или более проводников, причем другой проводник соединен с нагревательным элементом, и
при этом другой датчик тока на эффекте Холла выполнен с возможностью измерения тока, проходящего через другой проводник, соответствующего току, проходящему через нагревательный элемент в активном режиме, в котором управляющий корпус соединен с картриджем, а микропроцессор выполнен с возможностью дополнительного управления работой по меньшей мере одного функционального элемента в ответ на ток, измеренный таким образом другим датчиком тока на эффекте Холла.
9. Картридж по п. 8, в котором выполнение микропроцессора с возможностью управления работой по меньшей мере одного функционального элемента в ответ на ток, измеренный таким образом другим датчиком тока на эффекте Холла, включает в себя его выполнение с возможностью осуществления в активном режиме по меньшей мере следующего:
направление мощности к нагревательному элементу для включения нагревательного элемента с целью активирования и испарения компонентов композиции предшественника аэрозоля и в равной степени запуска времени нагрева; и на периодической основе до истечения времени нагрева,
определение скользящего окна измерений мгновенной эффективной мощности, подаваемой к нагревательному элементу, причем каждое измерение окна измерений определяется как произведение напряжения на нагревательном элементе на силу тока, проходящего через нагревательный элемент;
вычисление простого скользящего среднего мощности, подаваемой к нагревательному элементу, на основании скользящего окна измерений мгновенной эффективной мощности; и
регулировка мощности, подаваемой к нагревательному элементу для выключения или включения нагревательного элемента на периодической основе каждый раз, когда простое скользящее среднее мощности соответственно выше или ниже выбранного заданного значения мощности.
