Устройство, генерирующее аэрозоль, с улучшенным контроллером электропитания
Группа изобретений относится к устройству, генерирующему аэрозоль, и системе, генерирующей аэрозоль. Устройство, генерирующее аэрозоль, содержит впускное отверстие для воздуха, выпускное отверстие для воздуха, канал для потока воздуха, проходящий между впускным отверстием для воздуха и выпускным отверстием для воздуха, нагревательный элемент для нагревания субстрата, образующего аэрозоль, узел датчиков, сообщающийся с каналом для потока воздуха, и контроллер, соединенный с узлом датчиков и выполненный с возможностью управления подачей мощности на нагревательный элемент. Блок датчиков выполнен с возможностью измерения одного или обоих из скорости потока и уровня давления в канале для воздушного потока. Величина мощности, подаваемой на нагревательный элемент, зависит от по меньшей мере одного из: скорости потока и уровня давления, измеряемых узлом датчиков; продолжительности времени между началом данной затяжки и окончанием затяжки, непосредственно предшествующей указанной данной затяжке; и номера данной затяжки. Обеспечивается возможность регулирования доставки аэрозоля с учетом последнего опыта использования устройства. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 5 ил.
Настоящее изобретение относится к устройствам, генерирующим аэрозоль. В частности, настоящее изобретение относится устройствам, генерирующим аэрозоль, имеющим нагревательный элемент для нагревания субстрата, образующего аэрозоль. Настоящее изобретение также относится к системам, генерирующим аэрозоль, содержащим такие устройства, генерирующие аэрозоль, в комбинации с изделием, генерирующим аэрозоль, или картриджем для использования с устройством, генерирующим аэрозоль.
В ряде удерживаемых рукой устройств, генерирующих аэрозоль, электрический нагревательный элемент может применяться для нагревания субстрата, образующего аэрозоль, для генерирования аэрозоля. Нагревательный элемент может управляться контроллером. В частности, контроллер может быть выполнен с возможностью инициирования подачи электрической мощности на нагревательный элемент, когда пользователь втягивает или делает затяжку на устройстве, генерирующем аэрозоль, что позволяет обеспечить аэрозоль для данной затяжки. Для этого устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать датчик потока воздуха, выполненный с возможностью восприятия потока воздуха через устройство, генерирующее аэрозоль. Воспринимаемый поток воздуха может указывать на всасывание, осуществляемое пользователем, делающим затяжку, и, соответственно, может применяться для инициации подачи электрической мощности на нагревательный элемент, и, следовательно, для доставки аэрозоля для данной затяжки. Такие устройства могут быть известны как устройства, управляемые затяжками.
В таких устройствах, управляемых затяжками, заданная величина мощности подается на нагревательный элемент каждый раз, когда пользователь делает затяжку на устройстве, генерирующем аэрозоль. Однако такие компоновки могут приводить к нежелательным эффектам. Например, при низкой интенсивности определенной затяжки может иметь место неполное выведение пара из канала для потока воздуха в устройстве. Это может приводить к накоплению жидкости на стенках устройства, что может влиять на рабочие характеристики устройства при последующих затяжках. Такая жидкость также может в итоге попадать в рот пользователя. Другой недостаток может проявляться в случае высокой интенсивности определенной затяжки, поскольку мощность, подаваемая на нагревательный элемент, может быть недостаточно большой для обеспечения доставки достаточного количества аэрозоля из указанной затяжки.
Таким образом, было бы желательно создать устройство, генерирующее аэрозоль, которое не имеет таких недостатков.
Согласно первому аспекту настоящего изобретения, предложено устройство, генерирующее аэрозоль, содержащее: впускное отверстие для воздуха; выпускное отверстие для воздуха; канал для потока воздуха, проходящий между впускным отверстием для воздуха и выпускным отверстием для воздуха; и нагревательный элемент для нагревания субстрата, образующего аэрозоль. Устройство дополнительно содержит узел датчиков, сообщающийся с каналом для потока воздуха, причем указанный узел датчиков выполнен с возможностью измерения одного или обоих из скорости потока и уровня давления в канале для потока воздуха; и контроллер, соединенный с указанным узлом датчиков и выполненный с возможностью управления подачей мощности на нагревательный элемент, причем величина мощности, подаваемой на нагревательный элемент, зависит от одного или обоих из скорости потока и уровня давления, измеряемых узлом датчиков.
Авторы настоящего изобретения поняли, что обеспечение зависимости величины мощности, подаваемой на нагревательный элемент, от одного или обоих из скорости потока и/или уровня давления, измеряемых указанным узлом датчиков, позволяет создавать улучшенные ощущения у пользователя. В частности, пользователь может использовать интенсивность своей затяжки в качестве средства управления получаемым количеством аэрозоля. Например, если пользователь делает сильную затяжку на устройстве, контроллер может обеспечивать подачу большей величины мощности на нагревательный элемент, чем в случае, когда пользователь делает легкую затяжку на устройстве. В такой компоновке для сильной затяжки может доставляться большее количество аэрозоля или более концентрированный аэрозоль, а для легкой затяжки может доставляться меньшее количество аэрозоля или менее концентрированный аэрозоль. Это может обеспечивать пользователю более интуитивный способ управления свойствами аэрозоля, который он получает.
Авторы настоящего изобретения также поняли, что альтернативное, но также дающее преимущества, решение заключается в регулировании или управлении величиной мощности, подаваемой на нагревательный элемент при данной затяжке, в зависимости от промежутка времени между началом указанной данной затяжки и окончанием затяжки, непосредственно предшествующей указанной данной затяжке.
Таким образом, согласно второму аспекту настоящего изобретения предложено устройство, генерирующее аэрозоль, содержащее: впускное отверстие для воздуха; выпускное отверстие для воздуха; канал для потока воздуха, проходящий между впускным отверстием для воздуха и выпускным отверстием для воздуха; нагревательный элемент для нагревания субстрата, образующего аэрозоль; узел датчиков, сообщающийся с каналом для потока воздуха, причем указанный узел датчиков выполнен с возможностью измерения одного или обоих из скорости потока и уровня давления в канале для потока воздуха; и контроллер, соединенный с узлом датчиков и выполненный с возможностью управления подачей мощности на нагревательный элемент, причем указанный контроллер дополнительно выполнен с возможностью получения данных от узла датчиков и определения, когда пользователь делает затяжку на устройстве, генерирующем аэрозоль, и регистрации времени начала каждой затяжки и окончания каждой затяжки, и при этом величина мощности, подаваемой на нагревательный элемент для данной затяжки, зависит от продолжительности времени между началом указанной данной затяжки и окончанием затяжки, непосредственно предшествующей указанной данной затяжке.
Обеспечение зависимости величины мощности, подаваемой на нагревательный элемент для данной затяжки, от продолжительности времени между началом указанной данной затяжки и окончанием затяжки, непосредственно предшествующей указанной данной затяжке, дает возможность регулирования доставки аэрозоля в соответствии с недавними ощущениями пользователя. Например, если с последней затяжки пользователя прошло лишь небольшое время, может быть желательно подать относительно малую величину мощности для следующей затяжки пользователя. Например, если с последней затяжки пользователя прошло много времени, может быть желательно подать относительно большую величину мощности для следующей затяжки пользователя.
Авторы настоящего изобретения также поняли, что еще одно альтернативное, но также дающее преимущество решение, состоит в регулировании или управлении величиной мощности, подаваемой на нагревательный элемент для данной затяжки, в зависимости того, как много затяжек пользователь уже сделал.
Таким образом, согласно третьему аспекту настоящего изобретения предложено устройство, генерирующее аэрозоль, содержащее: впускное отверстие для воздуха; выпускное отверстие для воздуха; канал для потока воздуха, проходящий между впускным отверстием для воздуха и выпускным отверстием для воздуха; нагревательный элемент для нагревания субстрата, образующего аэрозоль; узел датчиков, сообщающийся с каналом для потока воздуха, причем указанный узел датчиков выполнен с возможностью измерения одного или обоих из скорости потока и уровня давления в канале для потока; и контроллер, соединенный с узлом датчиков и выполненный с возможностью управления подачей мощности на нагревательный элемент, причем указанный контроллер дополнительно выполнен с возможностью получения данных от узла датчиков и регистрации того, когда пользователь делает затяжку на устройстве, генерирующем аэрозоль, а также присвоения номера затяжки каждой затяжке, регистрируемой контроллером, и при этом величина мощности, подаваемой на нагревательный элемент для данной затяжки, зависит от номера указанной данной затяжки.
Обеспечение зависимости величины мощности, подаваемой на нагревательный элемент для данной затяжки, от номера данной затяжки, позволяет регулировать доставку аэрозоля в зависимости от предшествующего опыта пользователя. Например, в обычных сигаретах уровень доставки никотина в нескольких последних затяжках пользователя выше, чем в нескольких первых затяжках того же пользователя. Соответственно, контроллер может быть выполнен с возможностью подачи для больших номеров затяжек на нагревательный элемент уровня мощности более высокого, чем подаваемый на нагревательный элемент для меньших номеров затяжек. Например, контроллер может быть выполнен с возможностью подачи первого уровня мощности для первого номера затяжки и второго уровня мощности для второго номера затяжки. Первый уровень мощности может быть выше, чем второй уровень мощности, и первый номер затяжки может быть больше, чем второй номер затяжки. Первый номер затяжки может лежать в диапазоне от 4 до 8 или от 6 до 8.
Это может способствовать тому, что устройство, генерирующее аэрозоль, будет более точно повторять поведение обычных сигарет.
Ниже описаны предпочтительные признаки первого, второго и третьего аспектов настоящего изобретения.
В некоторых вариантах осуществления величина мощности, подаваемой на нагревательный элемент, зависит от одного или обоих из скорости потока и уровня давления, измеряемых узлом датчиков. Соответственно, контроллер выполнен с возможностью обеспечения подачи на нагревательный элемент по меньшей мере двух различных уровней или величин мощности в зависимости от значений, измеряемых узлом датчиков. Это означает, что пользователь может получать разные сенсорные ощущения в зависимости от выбранного способа использования устройства, генерирующего аэрозоль.
Соответственно, предпочтительно контроллер выполнен с возможностью: инициирования подачи первой величины мощности на нагревательный элемент в ответ на измерение узлом датчиков одного или обоих из первого уровня скорости потока и первого уровня давления в канале для потока воздуха; и инициировать подачу второй величины мощности на нагревательный элемент в ответ на измерение узлом датчиков одного или обоих из второго уровня скорости потока и/или второго уровня давления в канале для потока воздуха.
В некоторых вариантах осуществления первая величина мощности больше, чем вторая величина мощности. В некоторых вариантах осуществления первый уровень скорости потока больше, чем второй уровень скорости потока. В некоторых вариантах осуществления первый уровень давления больше, чем второй уровень давления. Соответственно, в таких вариантах осуществления, если пользователь решает увеличить интенсивность своей затяжки, в канале для потока воздуха создаются одно или оба из более высокого уровня скорости потока и давления. Это может быть измерено с помощью узла датчиков, и измеренные данные передаются на контроллер. Затем контроллер может использовать эти измеренные данные для обеспечения подачи повышенной величины мощности на нагревательный элемент для данной затяжки.
Контроллер может быть выполнен с возможностью подачи любого числа различных уровней мощности на нагревательный элемент для каждой данной затяжки. Например, контроллер может использовать алгоритм, который вычисляет величину мощности, которую следует подать на нагревательный элемент для данной затяжки, на основании значения, измеренного узлом датчиков в начале указанной данной затяжки. Контроллер может быть выполнен с возможностью подачи постоянного уровня мощности на нагревательный элемент для данной затяжки.
Контроллер и узел датчиков могут быть выполнены с возможностью многократных измерений одного или обоих из скорости потока и уровня давления на протяжении данной затяжки, причем величина мощности, подаваемой на нагревательный элемент, зависит от указанных многократных измерений. В таких вариантах осуществления на нагревательный элемент на протяжении данной затяжки может подаваться переменный уровень мощности. Например, одно или оба из скорости потока и уровня давления могут измеряться через заданные интервалы времени на протяжении данной затяжки, и если один или оба из скорости потока и уровня давления изменяются между любыми двумя соседними точками измерения, величина мощности, подаваемой на нагревательный элемент, изменяется таким образом, что подаваемый уровень мощности зависит от самых последних измеренных значений для одного или обоих из скорости потока и уровня давления. Такая компоновка может обеспечить преимущество динамической регулировки характеристик нагревательного элемента и, соответственно, доставки аэрозоля.
Длительность интервала времени может составлять по меньшей мере 0,05 миллисекунды, предпочтительно по меньшей мере 10 миллисекунд, более предпочтительно по меньшей мере 100 миллисекунд. Длительность интервала времени может составлять 300 миллисекунд или меньше, предпочтительно 100 миллисекунд или меньше, более предпочтительно 10 миллисекунд или меньше.
В некоторых предпочтительных вариантах осуществления контроллер дополнительно выполнен с возможностью использования справочной таблицы для определения величины мощности, подаваемой на нагревательный элемент. Справочная таблица может содержать множество значений мощности и один или оба из множества параметров скорости потока и множества параметров уровня давления, причем справочная таблица связывает каждое значение мощности с соответствующим параметром скорости потока, параметром уровня давления или обоими. Параметр скорости потока может представлять собой одно значение скорости потока или может представлять собой диапазон значений скорости потока. Параметр уровня давления может представлять собой одно значение уровня давления или может представлять собой диапазон значений уровня давления.
Например, если узел датчиков измеряет первую скорость потока во время данной затяжки, контроллер может определить, какой диапазон значений скорости потока в справочной таблице охватывает указанную первую скорость потока, определить, какое из значений мощности соответствует указанному определенному диапазону значений скорости потока, и инициировать подачу указанного значения мощности на нагревательный элемент.
Каждая из справочной таблицы или справочных таблиц, описанных в данном документе, может храниться в машиночитаемом запоминающем устройстве, доступном для контроллера. Машиночитаемое запоминающее устройство может быть расположено внутри устройства, генерирующего аэрозоль. Машиночитаемое запоминающее устройство может храниться вне устройства, генерирующего аэрозоль, но быть доступно для устройства, генерирующего аэрозоль, например, посредством беспроводной линии связи.
В некоторых вариантах реализации величина мощности, подаваемой на нагревательный элемент при данной затяжке, зависит от продолжительности времени между началом указанной данной затяжки и окончанием затяжки, непосредственно предшествующей указанной затяжке.
Например, если контроллер определяет, что имеет место первая продолжительность времени между началом данной затяжки и окончанием затяжки, непосредственно предшествующей указанной данной затяжке, контроллер может инициирования подачи первой величины мощности на нагревательный элемент, а если контроллер определяет, что имеет место вторая продолжительность времени между началом данной затяжки и окончанием затяжки, непосредственно предшествующей указанной данной затяжке, контроллер может инициировать подачу второй величины мощности на нагревательный элемент. При такой компоновке первая продолжительность времени отличается от второй продолжительности времени, и первая величина мощности отличается от второй величины мощности. При такой компоновке, предпочтительно, первая продолжительность времени больше, чем вторая продолжительность времени, и первая величина мощности больше, чем вторая величина мощности. Иными словами, контроллер может быть выполнен с возможностью обеспечения подачи большей величины мощности на нагревательный элемент, когда между затяжками проходит более длительный период времени.
В случае, если величина мощности, подаваемой на нагревательный элемент для данной затяжки, зависит от продолжительности времени между началом указанной данной затяжки и окончанием затяжки, непосредственно предшествующей указанной данной затяжке, контроллер может быть выполнен с возможностью дополнительного регулирования величины мощности, подаваемой для указанной затяжки, на основании результатов прошлых измерений для одной или более затяжек, предшествующие указанной затяжке. Прошлые измерения могут включать период времени, прошедший между двумя или более предшествующими затяжками, например, период времени, прошедший между первой предшествующей затяжкой и второй предшествующей затяжкой. Прошлые измерения могут включать оценочное или вычисленное количество никотина, которое было доставлено устройством, генерирующим аэрозоль, во время текущего сеанса использования.
Контроллер может быть выполнен с возможностью определения времени начала и окончания данной затяжки рядом способов. В качестве одного примера контроллер может отслеживать данные, получаемые от узла датчиков, и определять, что затяжка началась, по тому, что одно или оба из измеренных потока или уровня давления резко изменились относительно стационарного значения или диапазона значений до нестационарного значения. В случае скорости потока это может быть, когда измеренное значение скорости потока быстро изменяется от отсутствия измеряемого значения или низкого измеряемого значения до более высокого измеренного значения. Соответственно, в некоторых вариантах реализации контроллер может быть выполнен с возможностью определения окончания затяжки по тому, что одно или оба из измеренных значений скорости потока и уровня давления поднялись выше заданного порогового значения. Момент времени, в который измеренное значение поднимается выше заданного порогового значения, может быть определен как время начала затяжки.
Соответственно, в предпочтительном варианте контроллер дополнительно выполнен с возможностью определения того, превышает ли значение данных, передаваемое на контроллер от указанного узла датчиков, пороговое значение, и если указанное значение данных превышает пороговое значение, определения того, что указанное значение данных указывает на начало затяжки.
Аналогичным образом, контроллер может быть выполнен с возможностью определения окончания затяжки по тому, что одно или оба из измеренных значений скорости потока и уровня давления упали ниже заданного порогового значения. Момент времени, в который измеренное значение падает ниже заданного порогового значения, может быть определен как время окончания затяжки. Продолжительность времени между временем начала данной затяжки и временем окончания данной затяжки может определяться как продолжительность затяжки для указанной данной затяжки.
Соответственно, в предпочтительном варианте контроллер дополнительно выполнен с возможностью определения того, ниже ли значение данных, передаваемое на контроллер от указанного узла датчиков, порогового значения, и если указанное значение данных ниже порогового значения, определения того, что указанное значение данных указывает на окончание затяжки.
В некоторых предпочтительных вариантах осуществления контроллер выполнен с возможностью использования справочной таблицы для определения величины мощности для подачи на нагревательный элемент, причем справочная таблица содержит множество значений мощности и множество диапазонов времени, и при этом справочная таблица связывает каждое значение мощности с соответствующим диапазоном времени. Например, если контроллер определяет, что имеет место первая продолжительность времени между началом данной затяжки и концом затяжки, непосредственно предшествующей указанной данной затяжке, то контроллер может определять, какой диапазон времени охватывает указанную первую продолжительность времени, определять, какое из значений мощности соответствует указанному определенному диапазону времени, и инициировать подачу указанного значения мощности на нагревательный элемент для указанной затяжки.
В некоторых вариантах реализации величина мощности, подаваемой на нагревательный элемент для данной затяжки, зависит от номера затяжки указанной данной затяжки. Например, если контроллер определяет, что данная затяжка имеет маленький номер затяжки, то контроллер выполнен с возможностью инициации подачи первой величины мощности на нагревательный элемент, а если контроллер определяет, что данная затяжка имеет большой номер затяжки, то контроллер выполнен с возможностью инициации подачи второй величины мощности на нагревательный элемент. В такой компоновке первая величина мощности отличается от второй величины мощности. В такой компоновке, предпочтительно, первая величина мощности ниже, чем вторая величина мощности. Иными словами, контроллер может быть выполнен с возможностью обеспечения подачи повышенной величины мощности на нагревательный элемент, когда определяется, что пользователь уже сделал несколько затяжек на устройстве, за счет чего устройство может более точно повторять поведение обычных сигарет.
В качестве альтернативы или дополнительно, контроллер может быть выполнен с возможностью обеспечения подачи меньшей величины мощности на нагревательный элемент, когда определяет, что пользователь уже сделал несколько затяжек на устройстве. Это может быть желательным, если имеется причина уменьшать количество аэрозоля, получаемое пользователем в последующих затяжках.
В некоторых предпочтительных вариантах реализации контроллер дополнительно сконфигурирован таким образом, что мощность на нагревательный элемент при затяжке не подается, если номер затяжки, присвоенный указанной данной затяжке, превосходит пороговое значение. Это может быть полезно, если существует желание ограничить число затяжек, которые пользователь может сделать на устройстве, генерирующем аэрозоль.
В некоторых вариантах осуществления устройство, генерирующее аэрозоль, может быть оснащено средствами для сброса номеров затяжек. Например, устройство, генерирующее аэрозоль, может быть оснащено кнопкой, которая позволяет пользователю обнулить номер затяжки. В качестве альтернативы или дополнительно, устройство, генерирующее аэрозоль, может быть выполнено с возможностью обнуления номера затяжек по истечении заданного времени после затяжки с определенным номером. Например, если устройство, генерирующее аэрозоль, выполнено таким образом, что за один сеанс использования можно сделать только семь затяжек, то устройство, генерирующее аэрозоль, может быть выполнено с возможностью обнуления номера затяжки по прошествии десяти минут после осуществления седьмой затяжки.
В некоторых предпочтительных вариантах осуществления контроллер выполнен с возможностью использования справочной таблицы для определения величины мощности, подаваемой на нагревательный элемент для данного номера затяжки, причем справочная таблица содержит множество значений мощности и множество номеров затяжек, и при этом справочная таблица связывает каждое значение мощности с соответствующим номером затяжки. Более конкретно, справочная таблица может содержать множество значений мощности и множество номеров затяжек, причем каждое значение мощности в справочной таблице отличается от других значений мощности в справочной таблице, и при этом справочная таблица связывает каждое значение мощности с одним номером затяжки в множестве номеров затяжек. Например, если контроллер определяет, что данная затяжка является первой затяжкой в текущем сеансе использования, то контроллер может определить, какое значение мощности в справочной таблице соответствует этому первому номеру затяжки, и инициировать подачу указанного значения мощности на нагревательный элемент для указанной данной затяжки. Однако если контроллер определяет, что данная затяжка является шестой затяжкой в текущем сеансе использования, то контроллер может определить, какое значение мощности в справочной таблице соответствует этому номеру шестой затяжки, и инициировать подачу указанного значения мощности на нагревательный элемент для указанной данной затяжки.
Устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать источник питания, выполненный с возможностью электрического соединения с нагревательным элементом. Источник питания предпочтительно выполнен с возможностью подачи переменного электрического тока на нагревательный элемент. Источник питания может быть расположен внутри корпуса устройства. Источник питания может представлять собой источник питания постоянного тока. Источник питания может представлять собой батарею. Батарея может представлять собой литиевую батарею, например, литий-кобальтовую, литий-железо-фосфатную, литий-титановую или литий-полимерную батарею. Батарея может представлять собой никель-металлогидридную батарею или никель-кадмиевую батарею. Источник питания может представлять собой устройство накопления заряда другого типа, такое как конденсатор. Источник питания может нуждаться в перезарядке, и он может быть выполнен для множества циклов зарядки и разрядки. Источник питания может иметь достаточную емкость для обеспечения возможности осуществления заданного количества затяжек или отдельных активаций распылительного узла.
Устройство может содержать схему управления, выполненную с возможностью управления подачей мощности от блока питания к нагревательному элементу. Схема управления может содержать микроконтроллер. Микроконтроллер предпочтительно представляет собой программируемый микроконтроллер. Схема управления может содержать дополнительные электронные компоненты. Схема управления может быть выполнена с возможностью регулирования подачи мощности на нагревательный элемент.
Система, генерирующая аэрозоль, может содержать первый источник питания, выполненный с возможностью подачи мощности на схему управления, и второй источник питания, выполненный с возможностью подачи мощности на нагревательный элемент.
Узел датчиков содержит по меньшей мере один датчик, выполненный с возможностью измерения одного или обоих из скорости потока и уровня давления. Указанный по меньшей мере один датчик может содержать один или более из датчика температуры, датчика скорости потока и датчика уровня давления.
Узел датчиков сообщается с каналом для потока воздуха, и выполнен с возможностью измерения одного или обоих из скорости потока и уровня давления в канале для потока воздуха. Следовательно, узел датчиков может содержать по меньшей мере один датчик, расположенный внутри канала для потока воздуха. В качестве альтернативы или дополнения, узел датчика может содержать по меньшей мере один датчик, расположенный на расстоянии от канала для потока воздуха, но в связи по текучей среде с каналом потока воздуха.
В некоторых предпочтительных вариантах осуществления узел датчиков содержит первый датчик уровня давления и второй датчик уровня давления, расположенные на расстоянии вдоль канала для потока воздуха. Такая компоновка может обеспечивать возможность вычисления скорости потока в канале для потока воздуха путем анализа разности между уровнями давления, измеряемыми первым и вторым датчиками давления, соответственно.
В соответствии с четвертым вариантом настоящего изобретения предусмотрена система, генерирующая аэрозоль, содержащая устройство, генерирующее аэрозоль, согласно любому из первого, второго и третьего аспектов и картридж, содержащий часть для хранения жидкости, содержащую источник жидкого субстрата, образующего аэрозоль.
В соответствии с пятым аспектом настоящего изобретения предложена система, генерирующая аэрозоль, содержащая устройство, генерирующее аэрозоль, согласно любому из первого, второго и третьего аспектов, и картридж содержащий: первое отделение, содержащее источник никотина; второе отделение, содержащее источник кислоты; смесительную камеру для смешения никотина из источника никотина и кислоты из источника кислоты с потоком воздуха для образования аэрозоля; и нагревательный элемент, выполненный с возможностью нагревания смесительной камеры.
В соответствии с шестым аспектом настоящего изобретения предложена система, генерирующая аэрозоль, содержащая устройство, генерирующее аэрозоль, согласно любому из первого, второго и третьего аспектов и картридж, содержащий часть для хранения жидкости, содержащую источник жидкого субстрата, образующего аэрозоль.
В случае, если функциональные модули упоминаются в вариантах осуществления устройства для осуществления различных этапов описанного способа (способов), понятно, что эти модули могут быть реализованы в аппаратном обеспечении, программном обеспечении или в обоих. При реализации в аппаратном обеспечении модули могут быть реализованы в виде одного или более аппаратных модулей, таких как одна или более интегральных схем специального назначения. При реализации в программном обеспечении модули могут быть реализованы в виде одной или более компьютерных программ, которые исполняются на одном или более процессоров.
Нагревательный элемент согласно настоящему изобретению является электрическим и выполнен с возможностью приема электрической мощности. Электрический нагревательный элемент может иметь ряд различных конфигураций. Например, нагревательный элемент может содержать катушку. Катушка может проходить вокруг фитиля, который выполнен с возможностью транспортировки жидкости из части для хранения, содержащей жидкий субстрат, генерирующий аэрозоль, в место, расположенное смежно с катушкой. Катушка нагревательного элемента может применяться для испарения транспортируемой жидкости для образования аэрозоля.
Предпочтительно, нагревательный элемент представляет собой по существу плоский электропроводный и проницаемый для текучей среды нагревательный элемент, такой как сетка. Например, нагревательный элемент может представлять собой матрицу из нитей, например, расположенных параллельно друг другу.
Предпочтительно электрический нагревательный элемент содержит магнитный материал. Подходящие магнитные материалы для нагревательного элемента включают ферриты, электротехническую сталь и пермаллой.
Используемый в данном документе применительно к настоящему изобретению термин «впускное отверстие для воздуха» используется для описания одного или более отверстий, через которые воздух может втягиваться в компонент или часть компонента картриджа или устройства, генерирующего аэрозоль.
Используемый в данном документе применительно к настоящему изобретению термин «выпускное отверстие для воздуха» используется для описания одного или более отверстий, через которые воздух может вытягиваться из компонента или части компонента картриджа или генерирующего аэрозоль устройства.
Используемые в данном документе применительно к настоящему изобретению термины «ближний», «дальний», «раньше по потоку» и «дальше по потоку» используются для описания относительных положений компонентов или частей компонентов картриджа и генерирующей аэрозоль системы.
Используемый в данном документе применительно к настоящему изобретению термин «продольный» используется для описания направления между ближним концом и противоположным дальним концом картриджа или системы, генерирующей аэрозоль, а термин «поперечный» используется для описания направления, перпендикулярного продольному направлению.
Используемый в данном документе применительно к настоящему изобретению термин «длина» используется для описания максимального продольного размера компонентов или частей компонентов картриджа или генерирующей аэрозоль системы в направлении, параллельном продольной оси между ближним концом и противоположным дальним концом картриджа или генерирующей аэрозоль системы.
Используемые в данном документе применительно к настоящему изобретению термины «высота» и «ширина» используются для описания максимальных поперечных размеров компонентов или участков компонентов картриджа, генерирующей аэрозоль системы или генерирующего аэрозоль устройства в направлении, перпендикулярном продольной оси картриджа или генерирующей аэрозоль системы. Если высота и ширина компонентов или участков компонентов картриджа или генерирующей аэрозоль системы неодинаковы, то термин «ширина» используется для обозначения большего из двух этих поперечных размеров в направлении, перпендикулярном продольной оси картриджа или генерирующей аэрозоль системы.
Используемый в данном документе применительно к настоящему изобретению термин «удлиненный» используется для описания компонента или участка компонента, длина которого больше, чем ширина и высота.
Используемый в данном документе применительно к настоящему изобретению термин «никотин» используется для описания никотина, никотинового основания или никотиновой соли. В вариантах осуществления, в которых первый несущий материал пропитан никотиновым основанием или никотиновой солью, приводимые в данном документе количества никотина представляют собой количество никотинового основания или количество ионизированного никотина, соответственно.
Используемый в данном документе термин «вещество для образования аэрозоля» используется для описания любого подходящего известного соединения или смеси соединений, которые при использовании способствуют образованию аэрозоля.
Используемые в данном документе термины «раньше по потоку» и «дальше по потоку» используются для описания относительных положений элементов или участков элементов нагревательного узла, картриджа или системы, генерирующей аэрозоль, относительно направления, в котором воздух втягивается через систему во время ее использования.
Используемый в данном документе термин «продольный» используется для описания направления между расположенным раньше по потоку концом и расположенным дальше по потоку концом генерирующей аэрозоль системы, а термин «поперечный» используется для описания направления, перпендикулярного продольному направлению. Применительно к нагревательному узлу термин «поперечный» относится к направлению, параллельному плоскости пористого листа или листов, а термин «перпендикулярный» относится к направлению, перпендикулярному плоскости указанного пористого листа или листов.
Система, генерирующая аэрозоль, может представлять собой удерживаемую рукой систему, генерирующую аэрозоль, выполненную таким образом, что пользователь имеет возможность всасывания на мундштуке для втягивания аэрозоля через отверстие на мундштучном конце. Система, генерирующая аэрозоль, может иметь размер, сопоставимый с обычной сигарой или сигаретой. Система, генерирующая аэрозоль, может иметь общую длину от приблизительно 30 мм до приблизительно 150 мм. Система, генерирующая аэрозоль, может иметь внешний диаметр от приблизительно 5 мм до приблизительно 30 мм.
Признаки одного аспекта настоящего изобретения могут быть применены к другим аспектам настоящего изобретения. В частности, хотя настоящее изобретение было описано выше в отношении различных аспектов, следует понимать, что такие аспекты не обязательно являются взаимоисключающими, но также могут применяться в комбинации друг с другом. Например, первый и третий аспекты настоящего изобретения могут применяться в комбинации друг с другом. В этом случае контроллер может быть выполнен с возможностью определения сначала номера затяжки для данной затяжки с целью определения того, следует ли применять какие-либо ограничения мощности для указанной данной затяжки. Тем не менее, контроллер может дополнительно быть выполнен с возможностью регулировать или управлять уровнем мощности, подаваемой на нагревательный элемент во время указанной затяжки, в зависимости от одного или обоих из уровней скорости потока и давления, которые измеряются на протяжении указанной данной затяжки. Более конкретно, после определения контроллером номера данной затяжки, контроллер может ограничить для указанной затяжки параметры подачи мощности, что будет определяться конкретной справочной таблицей, связанной с указанной данной затяжкой. Конкретная справочная таблица может содержать множество значений мощности и один или оба из множества параметров скорости потока и множества параметров уровня давления, причем каждое значение мощности связано в справочной таблице с соответствующим параметром скорости потока, параметром уровня давления или обоими. Для других номеров затяжек могут использоваться отдельные справочные таблицы, каждая из которых содержит конкретные параметры, предусмотренные для указанных номеров затяжек.
Настоящее изобретение также относится к способу или способам, которые могут быть реализованы с применением описанного выше устройства, генерирующего аэрозоль. Таким образом, согласно седьмому аспекту настоящего изобретения предложен способ эксплуатации устройства, генерирующего аэрозоль, включающий: измерение одного или обоих из скорости потока и уровня давления внутри канала для потока воздуха устройства, генерирующего аэрозоль; и управление подачей мощности на нагревательный элемент указанного устройства, генерирующего аэрозоль, причем величина мощности, подаваемой на нагревательный элемент, зависит от одного или обоих из скорости потока и уровня давления, измеряемых узлом датчиков.
Согласно восьмому аспекту настоящего изобретения предложен способ эксплуатации устройства, генерирующего аэрозоль, включающий: измерение одного или обоих из скорости потока и уровня давления в канале для воздушного потока устройства, генерирующего аэрозоль; прием по меньшей мере одного измеренного значения для одного или обоих из скорости потока и уровня давления; анализ указанного по меньшей мере одного измеренного значения и определение момента, когда пользователь делает затяжку на устройстве, генерирующем аэрозоль; регистрацию времени начала каждой затяжки и времени окончания каждой затяжки; и управление подачей мощности на нагревательный элемент устройства, генерирующего аэрозоль, причем величина мощности, подаваемой на нагревательный элемент для данной затяжки, зависит от продолжительности времени между началом указанной данной затяжки и окончанием затяжки, непосредственно предшествующей указанной данной затяжке.
Согласно девятому аспекту настоящего изобретения предложен способ эксплуатации устройства, генерирующего аэрозоль, включающий: измерение одного или обоих из скорости потока и уровня давления в канале для воздушного потока устройства, генерирующего аэрозоль; прием по меньшей мере одного измеренного значения для одного или обоих из скорости потока и уровня давления; анализ указанного по меньшей мере одного измеренного значения и регистрации момента, когда пользователь делает затяжку на устройстве, генерирующем аэрозоль; присваивание номера затяжки каждой зарегистрированной затяжке; и управление подачей мощности на нагревательный элемент устройства, генерирующего аэрозоль, причем величина мощности, подаваемой на нагревательный элемент для данной затяжки, зависит от номера указанной данной затяжки.
Настоящее изобретение также включает предпочтительные этапы способа для каждого из седьмого, восьмого и девятого аспектов настоящего изобретения на основе предпочтительных функциональных возможностей, описанных выше применительно к контроллеру и узлу датчиков. Например, в предпочтительных вариантах осуществления контроллер дополнительно выполнен с возможностью использования справочной таблицы для определения величины мощности, подаваемой на нагревательный элемент. Следовательно, способ по настоящему изобретению также включает предпочтительный этап использования справочной таблицы для определения величины мощности, подаваемой на нагревательный элемент.
Варианты осуществления изобретения будут далее подробно описаны лишь в качестве примера со ссылками на прилагаемые графические материалы, на которых:
на Фиг. 1 показан схематический вид системы, генерирующей аэрозоль, согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения;
на Фиг. 2 показана блок-схема контроллера для применения в устройстве, генерирующем аэрозоль, согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения; и
на Фиг. 3A-3C представлены справочные таблицы для использования контроллером, показанным на Фиг. 1 и 2.
Фиг. 1 представляет собой схематический вид системы 10, генерирующей аэрозоль, содержащей картридж 20 и устройство 40, генерирующее аэрозоль, которые соединены вместе. Устройство содержит источник 41 питания в форме батареи и контроллер 60, содержащий схему управления, соединенную с источником питания 41.
Узел 20 картриджа содержит корпус 22, который образует мундштук для системы. Внутри корпуса находится емкость 24 для хранения, удерживающая жидкий субстрат 26, образующий аэрозоль. Смежно с открытым концом емкости 24 для хранения жидкости расположено капиллярное тело 27. Смежно с внешней поверхностью капиллярного тела 27 расположен электрический нагреватель 30 таким образом, что капиллярное тело 27 может переносить жидкий субстрат 26, образующий аэрозоль, из емкости 26 для хранения жидкости к электрическому нагревателю 30. Капиллярное тело 27 и электрический нагреватель 30 вместе образуют по меньшей мере часть нагревательного узла 31.
Электрический нагреватель 30 расположен также смежно с каналом для потока воздуха в картридже 20. Канал для потока воздуха обозначен изогнутой стрелкой на Фиг. 1. Канал для потока воздуха проходит от впускного отверстия 28a для воздуха до выпускного отверстия 28b для воздуха, образованного на отверстии на мундштучном конце в корпусе 22 картриджа.
При соединении картриджа 20 с устройством 40, генерирующим аэрозоль, как показано на Фиг. 1, электрический нагреватель 30 электрически соединяется с источником питания 41. Соответственно, устройство 40 функционирует таким образом, чтобы подавать электрическую мощность на электрический нагреватель 30 в картридже 20 с целью испарения жидкого субстрата, образующего аэрозоль. Испаренный субстрат, образующий аэрозоль, увлекается через систему в потоке воздуха, создаваемом в результате осуществления пользователем затяжки на мундштучном конце картриджа 20. Испаренный субстрат, образующий аэрозоль, охлаждается в потоке воздуха с образованием аэрозоля перед втягиванием в рот пользователя.
Узел датчиков 50, содержащий датчик уровня давления, расположен в картридже 20 смежно с каналом для потока воздуха. Узел датчиков 50 соединен с контроллером 60 и выполнен с возможностью передачи результатов измерения от датчика уровня давления на контроллер 60. Хотя узел датчиков 50 показан на Фиг. 1, как размещенный внутри картриджа 20, следует понимать, что узел датчиков 50 в альтернативном варианте осуществления может быть расположен внутри устройства 20.
Фиг. 2 представляет собой блок-схему контроллера 260 в соответствии со вторым вариантом реализации настоящего изобретения. Контроллер содержит приемный модуль 262, выполненный с возможностью приема результатов измерений от узла датчиков 50, модуль 264 определения, выполненный с возможностью определения величины мощности, подаваемой на нагревательный элемент 30, и модуль 266 подачи мощности, выполненный с возможностью инициирования подачи питания на нагревательный элемент 30. Модуль 264 определения соединен с часами 265, по меньшей мере одной справочной таблицей 267 и машиночитаемым запоминающим устройством 269. Приведенные в качестве примера справочные таблицы 267 показаны на Фиг. 3A-3C.
В первом иллюстративном варианте осуществления приемный модуль 262 контроллера 260 получает измеренное значение от узла датчиков 50 и передает это измеренное значение в модуль 264 определения. Модуль 264 определения использует первую справочную таблицу 267A, показанную на Фиг. 3A, для определения того, какой диапазон давления в первой справочной таблице 267A охватывает измеренное значение. Затем модуль определения определяет, какое значение мощности в первой справочной таблице 267A соответствует указанному диапазону давления. Затем модуль 266 подачи мощности инициирует подачу этого уровня мощности на нагревательный элемент 30. Например, если измеренное значение равно 80 паскалям, на нагревательный элемент подается уровень мощности, равный 2 ваттам, а в случае, если измеренное значение составляет 180 паскалей, на нагревательный элемент подается уровень мощности, равный 4 ваттам. В первом иллюстративном варианте осуществления измеренные значения могут отправляться с узла 50 датчиков на приемный модуль 262 контроллера 260 каждые 100 миллисекунд. Каждый раз, когда контроллер 260 принимает измеренное значение, уровень мощности, подаваемой на нагревательный элемент, рассчитывается таким образом, чтобы обеспечивалась возможность непрерывной регуляции величины мощности, подаваемой на нагревательный элемент.
Во втором иллюстративном варианте осуществления приемный модуль 262 контроллера 260 принимает измеренные значения от узла 50 датчиков и передает эти измеренные значения в модуль 264 определения. Модуль 264 определения анализирует принятые измеренные значения и определяет, превышает ли измеренное значение первое заданное пороговое значение, хранящееся в машиночитаемом запоминающем устройстве 269, или ниже второго заданного порогового значения, хранящегося в машиночитаемом запоминающем устройстве 269. Каждый раз, когда это происходит, модуль 264 определения использует часы 265 для установления момента времени для каждого превышения и снижения и записывает эту временную информацию в машиночитаемое запоминающее устройство 269 как время начала каждой затяжки на устройстве, генерирующем аэрозоль, и время окончания каждой затяжки на устройстве, генерирующем аэрозоль. Затем модуль 264 определения использует указанные записанные данные для определения продолжительности времени между затяжками. Затем модуль 264 определения сравнивает эту определенную продолжительность времени с диапазонами прошедшего времени во второй справочной таблице 262B, представленной на Фиг. 3B, для определения значения уровня мощности, которое следует подать на нагревательный элемент 30 для текущей затяжки. Затем модуль 266 подачи мощности инициирует подачу этого уровня мощности на нагревательный элемент 30.
В третьем иллюстративном варианте осуществления приемный модуль 262 контроллера 260 многократно принимает измеренные значения от узла 50 датчиков и передает эти измеренные значения в модуль 264 определения. Аналогично второму варианту осуществления модуль определения анализирует измерения для определения осуществления затяжки на устройстве 10, генерирующем аэрозоль. Однако в третьем приведенном в качестве примера варианте осуществления модуль 264 определения дополнительно присваивает номер каждой затяжке, сделанной на устройстве 10, генерирующем аэрозоль. В частности, в третьем варианте осуществления, когда модуль 264 определения обнаруживает, что измеренное значение превышает первое заданное пороговое значение, модуль 264 определения определяет, что на устройстве была сделана новая затяжка. Затем модуль 264 определения присваивает новой затяжке номер n+1, где n представляет собой номер самой последней затяжки на устройстве. Затем модуль 264 определения сравнивает присвоенный номер затяжки с номерами затяжек, содержащимися в третьей справочной таблице, представленной на Фиг. 3C, и идентифицирует уровень мощности, соответствующий указанному номеру затяжки. Затем модуль 266 электропитания инициирует подачу этого идентифицированного уровня мощности на нагревательный элемент 30 для использования в ходе текущей затяжки.
Как будет понятно из приведенного выше обсуждения, настоящее описание также включает следующие пронумерованные пункты:
1. Устройство, генерирующее аэрозоль, содержащее:
впускное отверстие для воздуха;
выпускное отверстие для воздуха;
канал для потока воздуха, проходящий между впускным отверстием для воздуха и выпускным отверстием для воздуха;
нагревательный элемент для нагревания субстрата, образующего аэрозоль;
узел датчиков, сообщающийся с каналом для потока воздуха и выполненный с возможностью измерения одного или обоих из скорости потока и уровня давления в канале для потока воздуха; и
контроллер, соединенный с узлом датчиков и выполненный с возможностью управления подачей мощности на нагревательный элемент, причем величина мощности, подаваемой на нагревательный элемент, зависит от одного или обоих из скорости потока и уровня давления, измеряемых указанным узлом датчиков.
2. Устройство, генерирующее аэрозоль, по п. 1, отличающееся тем, что контроллер выполнен с возможностью:
инициирования подачи первой величины мощности на нагревательный элемент в ответ на измерение узлом датчиков одного или обоих из первого уровня скорости потока и первого уровня давления в канале для потока воздуха; и
инициировать подачу второй величины мощности на нагревательный элемент в ответ на измерение узлом датчиков одного или обоих из второго уровня скорости потока и второго уровня давления в канале для потока воздуха.
3. Устройство, генерирующее аэрозоль, по п. 1 или п. 2, отличающееся тем, что узел датчиков выполнен с возможностью многократного измерения одного или обоих из скорости потока и уровня давления через заданные интервалы времени на протяжении данной затяжки, и
при этом, если одно или оба из скорости потока и уровня давления изменяются между любыми двумя соседними точками измерения, контроллер может регулировать величину мощности, подаваемой на нагревательный элемент, таким образом, что величина мощности зависит от самого последнего измеренного значения одного или обоих из скорости потока и уровня давления.
4. Устройство, генерирующее аэрозоль, по любому из пп. 1-3, отличающееся тем, что контроллер дополнительно выполнен с возможностью использования справочной таблицы для определения величины мощности для подачи на нагревательный элемент, причем справочная таблица содержит множество значений мощности и одно или оба из множества параметров скорости потока и множества параметров уровня давления, и при этом справочная таблица связывает каждое значение мощности с соответствующим параметром скорости потока, параметром давления или обоими.
1. Устройство, генерирующее аэрозоль, содержащее
впускное отверстие для воздуха;
выпускное отверстие для воздуха;
канал для потока воздуха, проходящий между впускным отверстием для воздуха и выпускным отверстием для воздуха;
нагревательный элемент для нагревания субстрата, образующего аэрозоль;
узел датчиков, сообщающийся с каналом для потока воздуха и выполненный с возможностью измерения одного или обоих из скорости потока и уровня давления в канале для потока воздуха; и
контроллер, соединенный с узлом датчиков и выполненный с возможностью управления подачей мощности на нагревательный элемент, при этом контроллер дополнительно выполнен с возможностью получения данных от узла датчиков и определения, когда пользователь делает затяжку на устройстве, генерирующем аэрозоль, и регистрации времени начала каждой затяжки и времени окончания каждой затяжки,
и при этом величина мощности, подаваемой на нагревательный элемент при данной затяжке, зависит от промежутка времени между началом указанной данной затяжки и окончанием затяжки, непосредственно предшествующей указанной данной затяжке, так что:
контроллер выполнен с возможностью:
инициирования подачи первой величины мощности на нагревательный элемент для первой продолжительности времени между началом данной затяжки и окончанием затяжки, непосредственно предшествующей данной; и
инициирования подачи второй величины питания на нагревательный элемент для второй продолжительности времени между началом данной затяжки и окончанием затяжки, непосредственно предшествующей указанной данной затяжке; и
при этом первая продолжительность времени больше, чем вторая продолжительность времени, и первая величина мощности больше, чем вторая величина мощности; и
при этом контроллер дополнительно выполнен с возможностью регулирования величины мощности, подаваемой для указанной данной затяжки, на основе периода времени, прошедшего между двумя или более предшествующими затяжками.
2. Устройство, генерирующее аэрозоль, по п. 1, в котором контроллер дополнительно выполнен с возможностью регулирования величины мощности, подаваемой для указанной данной затяжки, на основе периода времени, прошедшего между первой предшествующей затяжкой и второй предшествующей затяжкой.
3. Устройство, генерирующее аэрозоль, по п. 1 или 2, в котором контроллер дополнительно выполнен с возможностью определения, превышает ли значение данных, передаваемое на контроллер от указанного узла датчиков, пороговое значение, и если указанное значение данных превышает пороговое значение, определения, что указанное значение данных указывает на начало затяжки.
4. Устройство, генерирующее аэрозоль, по любому из пп. 1-3, в котором контроллер дополнительно выполнен с возможностью определения, если значение данных, передаваемое на контроллер от указанного узла датчиков, ниже порогового значения и если указанное значение данных ниже порогового значения, определения, что указанное значение данных указывает на окончание затяжки.
5. Устройство, генерирующее аэрозоль, по любому из пп. 1-4, в котором контроллер дополнительно выполнен с возможностью использования справочной таблицы для определения величины мощности для подачи на нагревательный элемент, причем справочная таблица содержит множество значений мощности и множество диапазонов времени, и при этом справочная таблица связывает каждое значение мощности с соответствующим диапазоном времени.
6. Устройство, генерирующее аэрозоль, по любому из предыдущих пунктов, в котором узел датчиков содержит по меньшей мере один датчик, расположенный в канале для потока воздуха.
7. Устройство, генерирующее аэрозоль, по п. 6, в котором узел датчиков содержит первый датчик уровня давления и второй датчик уровня давления, расположенные на расстоянии вдоль канала для потока воздуха.
8. Устройство, генерирующее аэрозоль, по любому из предыдущих пунктов, в котором нагревательный элемент содержит сетку.
9. Система, генерирующая аэрозоль, содержащая устройство, генерирующее аэрозоль, по любому из предыдущих пунктов и по меньшей мере одно изделие, генерирующее аэрозоль, или картридж для применения с устройством, генерирующим аэрозоль.
