Картридж с частью для хранения жидкости с гибкой стенкой
Изобретение относится к системам, генерирующим аэрозоль, таким как удерживаемые рукой электроуправляемые курительные системы, и к частям для хранения жидкости, используемым в системах, генерирующих аэрозоль, в которых субстрат, образующий аэрозоль, жидкий и содержится в части для хранения жидкости. Картридж для системы, генерирующей аэрозоль, содержит часть для хранения жидкости для удерживания жидкого субстрата, образующего аэрозоль, причем часть для хранения жидкости содержит одну или несколько гибких стенок и выполнена с возможностью изменения по меньшей мере одного из формы и размера части для хранения жидкости при изменении объема жидкого субстрата, образующего аэрозоль, удерживаемого в части для хранения жидкости; датчик для измерения показателя физической характеристики, причем измеряемый показатель соотносится по меньшей мере с одним из соответствующей формы и соответствующего размера части для хранения жидкости, вследствие чего объем жидкого субстрата, образующего аэрозоль, удерживаемого в части для хранения жидкости, можно определить на основании измеряемого показателя; и испаритель. Техническими результатами изобретения являются создание системы, генерирующей аэрозоль, которая улучшает точность определения объема оставшейся жидкости и выполненной с возможностью определения объема оставшейся жидкости, которая не требует накопления объема потребленной к данному моменту жидкости. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 10 ил.
Настоящее изобретение относится к системам, генерирующим аэрозоль, таким как удерживаемые рукой электроуправляемые курительные системы. В частности настоящее изобретение относится к частям для хранения жидкости, используемым в системах, генерирующих аэрозоль, в которых субстрат, образующий аэрозоль, жидкий и содержится в части для хранения жидкости.
Одним типом системы, генерирующей аэрозоль, является электроуправляемая курительная система. Известны удерживаемые рукой электроуправляемые курительные системы, которые состоят из части в виде устройства, содержащей батарею и управляющую электронику, части в виде картриджа, содержащей источник субстрата, образующего аэрозоль, удерживаемого в части для хранения жидкости, и электроуправляемый испаритель. Картридж, содержащий как источник субстрата, образующего аэрозоль, удерживаемого в части для хранения жидкости, так и испаритель, иногда называют «картомайзером». Испаритель, как правило, содержит спираль из нагревательной проволоки, обмотанной вокруг удлиненного фитиля, пропитанного жидким субстратом, образующим аэрозоль, удерживаемым в части для хранения жидкости. Часть в виде картриджа, как правило, содержит не только источник субстрата, образующего аэрозоль, и электроуправляемый испаритель, но также мундштук, через который при использовании пользователь делает затяжку для втягивания аэрозоля в свой рот.
Было бы желательно предоставить систему, генерирующую аэрозоль, которая фиксирует потребление субстрата, образующего аэрозоль, и которая определяет количество субстрата, образующего аэрозоль, оставшегося в части для хранения жидкости.
В документе WO 2012/085207 A1 раскрыта электроуправляемая система, генерирующая аэрозоль, для размещения субстрата, образующего аэрозоль, при этом система содержит часть для хранения жидкости для хранения жидкого субстрата, образующего аэрозоль, электрический нагреватель, содержащий по меньшей мере один нагревательный элемент для нагревания жидкого субстрата, образующего аэрозоль, и электрическую схему, выполненную с возможностью отслеживания активации электрического нагревателя и оценки количества жидкого субстрата, образующего аэрозоль, оставшегося в части для хранения жидкости, на основании отслеженной активации.
Отслеженная активация электрического нагревателя, например, путем подсчета числа активаций, времени активации, даже при учете мощности и температуры, является лишь грубыми оценочными показателями количества оставшейся жидкости.
Было бы желательно предоставить систему, генерирующую аэрозоль, которая улучшает точность определения объема оставшейся жидкости. Было бы также желательно предоставить систему, генерирующую аэрозоль, выполненную с возможностью определения объема оставшейся жидкости, которая не требует накопления объема потребленной к данному моменту жидкости.
Согласно настоящему изобретению предлагается картридж для системы, генерирующей аэрозоль, причем картридж содержит часть для хранения жидкости для удерживания жидкого субстрата, образующего аэрозоль, причем часть для хранения жидкости содержит одну или несколько гибких стенок и выполнена с возможностью изменения по меньшей мере одного из формы и размера части для хранения жидкости при изменении объема жидкого субстрата, образующего аэрозоль, удерживаемого в части для хранения жидкости. Картридж дополнительно содержит датчик для измерения показателя физической характеристики, причем измеряемый показатель соотносится по меньшей мере с одним из соответствующей формы и соответствующего размера части для хранения жидкости, вследствие чего объем жидкого субстрата, образующего аэрозоль, удерживаемого в части для хранения жидкости, можно определить на основании измеряемого показателя. Картридж дополнительно содержит испаритель.
Настоящее изобретение также относится к системе, генерирующей аэрозоль, которая содержит картридж.
Настоящее изобретение также относится к способу измерения показателя, на основании которого можно определить объем жидкого субстрата, образующего аэрозоль, удерживаемого в части для хранения жидкости, причем способ включает предоставление части для хранения жидкости с одной или несколькими гибкими стенками, которые удерживают жидкий субстрат, образующий аэрозоль, причем часть для хранения жидкости выполнена с возможностью изменения по меньшей мере одного из формы и размера части для хранения жидкости при изменении объема жидкого субстрата, образующего аэрозоль, удерживаемого в части для хранения жидкости, и предоставление датчика и испарителя. Способ дополнительно включает измерение показателя физической характеристики, причем измеряемый показатель соотносится по меньшей мере с одним из соответствующей формы и соответствующего размера части для хранения жидкости, вследствие чего объем жидкого субстрата, образующего аэрозоль, удерживаемого в части для хранения жидкости, можно определить на основании измеряемого показателя.
Предпочтительно датчик выполнен с возможностью измерения показателя физической характеристики, на основании которого можно определить по меньшей мере одно из соответствующей формы и соответствующего размера части для хранения жидкости. Для определения доступного в настоящий момент объема жидкого субстрата, образующего аэрозоль, удерживаемого в части для хранения жидкости, часть для хранения жидкости герметизируют.
Часть для хранения жидкости содержит выпускное отверстие для обеспечения вытекания жидкого субстрата, образующего аэрозоль, из части для хранения жидкости в испаритель. Картридж может содержать корпус, в котором расположены часть для хранения жидкости и капиллярное тело. Капиллярное тело представляет собой материал, который активно передает жидкость от одного конца материала к другому. Капиллярное тело преимущественно ориентировано в корпусе таким образом, чтобы передавать жидкость к испарителю.
Предпочтительно картридж содержит капиллярное тело, такое как фитиль, которое втягивает жидкий субстрат, образующий аэрозоль, в испаритель. При нормальной эксплуатации системы, генерирующей аэрозоль, содержащей картридж согласно настоящему изобретению, втягивание жидкости является единственным способом уменьшения объема жидкого субстрата, образующего аэрозоль, удерживаемого в части для хранения жидкости. При каждом втягивании жидкого субстрата, образующего аэрозоль, из части для хранения жидкости происходит уменьшение давления в части для хранения жидкости. Окружающий воздух уравновешивает давление и вызывает уменьшение объема части для хранения жидкости по существу на количество втянутого объема жидкого субстрата, образующего аэрозоль.
Часть для хранения жидкости содержит одну или несколько стенок, представляющих собой поверхность части для хранения жидкости, под которой может храниться жидкий субстрат, образующий аэрозоль. Часть для хранения жидкости содержит по меньшей мере одну гибкую стенку. Часть для хранения жидкости может представлять собой полностью гибкую тару для жидкости. Часть для хранения жидкости может содержать первую стенку, вторую стенку напротив первой стенки и боковые стенки, проходящие между первой стенкой и второй стенкой. Предпочтительно одна или несколько гибких стенок части для хранения жидкости образованы как единое целое. Часть для хранения жидкости может содержать одну или несколько отдельных стенок, скрепленных друг с другом и являющихся частью поверхности части для хранения жидкости, под которой может храниться жидкий субстрат, образующий аэрозоль. Часть для хранения жидкости может содержать одну или несколько жестких стенок и одну или несколько гибких стенок.
Предпочтительно часть для хранения жидкости содержит жесткую первую стенку и жесткую вторую стенку напротив жесткой первой стенки, при этом боковые стенки, проходящие между первой стенкой и второй стенкой, являются гибкими. Результатом такого размещения является изменение высоты части для хранения жидкости при изменении объема части для хранения жидкости. Предпочтительно первая стенка и вторая стенка по существу параллельны друг другу.
В альтернативном варианте осуществления часть для хранения жидкости содержит жесткую первую стенку и гибкую вторую стенку напротив жесткой первой стенки, причем боковые стенки проходят между первой стенкой и второй стенкой. Боковые стенки могут представлять собой жесткие боковые стенки.
Часть для хранения жидкости может быть выполнена с возможностью предоставления минимального объема, ниже которого по существу отсутствует изменение формы или размера части для хранения жидкости. Это особенно актуально для вариантов осуществления частей для хранения жидкости, содержащих жесткие стенки. В этих вариантах осуществления определение объема ниже минимального объема не поддерживается.
Часть для хранения жидкости может иметь одну или несколько степеней свободы в пространственных измерениях, в которых по меньшей мере одна гибкая стенка может привести к по меньшей мере одному из измененных формы и размера части для хранения жидкости, когда жидкий субстрат, образующий аэрозоль, добавляют в часть для хранения жидкости или извлекают из нее. Картридж содержит датчик, который измеряет показатель физической характеристики. Определенная взаимосвязь поддерживается между физической характеристикой и протяжением по меньшей мере в одном пространственном измерении части для хранения жидкости, в котором часть для хранения жидкости имеет степень свободы для изменения своего размера. На протяжении всего этого описания любое изменение размера вдоль по меньшей мере одного пространственного измерения части для хранения жидкости рассматривается как изменение формы части для хранения жидкости. Другими словами, любое изменение пространственного расположения поверхности части для хранения жидкости рассматривается как изменение формы части для хранения жидкости, даже если вся часть для хранения жидкости только подверглась перераспределению размеров, но ее пропорции остались без изменений.
Предпочтительно часть для хранения жидкости зафиксирована на двух противоположных концах для обеспечения единообразного и прогнозируемого способа сгибания между двумя концами.
Предпочтительно часть для хранения жидкости выполнена с возможностью обратимого и единообразного изменения своих формы и размера при изменении объема жидкого субстрата, образующего аэрозоль, удерживаемого в части для хранения жидкости. Это означает, что часть для хранения жидкости возвращается к прежним форме и размеру после извлечения и добавления одинакового количества жидкого субстрата, образующего аэрозоль. Это представляет преимущество для повторно заполняемых частей для хранения жидкости.
По меньшей мере один компонент датчика выполнен с возможностью обнаружения изменения по меньшей мере одного из формы или протяжения гибкой стенки при изменении объема части для хранения жидкости.
Предпочтительно датчик измеряет показатель физической характеристики, которая относится к заданному протяжению в одном пространственном измерении части для хранения жидкости. Это представляет преимущество, поскольку отсутствует необходимость в поиске архивного измеренного показателя для определения текущего объема части для хранения жидкости, при условии, что существует однозначная взаимосвязь между протяжением в выбранном пространственном измерении части для хранения жидкости и объемом части для хранения жидкости. Предпочтительно это может быть достигнуто путем обеспечения возможности изменения формы части для хранения жидкости только в соответствии с выбранным пространственным измерением. Альтернативно часть для хранения жидкости может изменять свою форму в других пространственных измерениях. В последнем случае определение объема возможно только при заданной ориентации части для хранения жидкости, которая учитывает заданное соотношение между протяжением в выбранном пространственном измерении части для хранения жидкости и ее объемом.
Датчик может содержать первый компонент датчика и второй компонент датчика, причем по меньшей мере один из первого компонента датчика и второго компонента датчика может быть расположен на стенке части для хранения жидкости.
Компоненты датчика расположены таким образом, что они способны обнаруживать сигнал, указывающий изменение по меньшей мере одного из формы и размера части для хранения жидкости. Датчик может быть расположен таким образом, что изменение объема жидкого субстрата, образующего аэрозоль, удерживаемого в части для хранения жидкости, вызывает изменение расстояния между первым компонентом датчика и вторым компонентом датчика. В этом случае обнаруживаемая физическая характеристика зависит от расстояния между первым компонентом датчика и вторым компонентом датчика. Предпочтительно первый компонент датчика расположен на первой стенке части для хранения жидкости, а второй компонент датчика расположен на второй стенке части для хранения жидкости напротив первой стенки, причем часть для хранения жидкости содержит гибкие боковые стенки, проходящие между первой стенкой и второй стенкой. Гибкие боковые стенки вызывают изменение расстояния между первой стенкой и второй стенкой при изменении объема части для хранения жидкости.
Датчик может представлять собой активный датчик с функциональным элементом для генерирования сигнала и функциональным элементом для обнаружения сигнала, выполненным с возможностью обнаружения сигнала, cгенерированного функциональным элементом для генерирования сигнала. Первый компонент датчика может реализовывать функциональный элемент для генерирования сигнала, при этом второй компонент датчика может реализовывать функциональный элемент для обнаружения сигнала. По меньшей мере один из функционального элемента для генерирования сигнала и функционального элемента для обнаружения сигнала расположен таким образом, что изменение объема части для хранения жидкости вызывает изменение расстояния между функциональным элементом для генерирования сигнала и функциональным элементом для обнаружения сигнала.
Датчик может представлять собой пассивный датчик c функциональным элементом для генерирования сигнала, функциональным элементом для изменения сигнала, который выполнен с возможностью изменения сигнала, сгенерированного функциональным элементом для генерирования сигнала, и функциональным элементом для обнаружения сигнала, который выполнен с возможностью обнаружения сигнала, сгенерированного функциональным элементом для генерирования сигнала, после изменения функциональным элементом для изменения сигнала. Первый компонент датчика может реализовывать функциональный элемент для генерирования сигнала, второй компонент датчика может реализовывать функциональный элемент для обнаружения сигнала, и третий компонент датчика может реализовывать функциональный элемент для изменения сигнала.
Датчик может содержать тензодатчик, представляющий собой функциональный элемент для изменения сигнала, который расположен на одной из одной или нескольких гибких стенок. Датчик выполнен с возможностью измерения электрического сопротивления тензодатчика. Измеренное электрическое сопротивление соотносится с соответствующей длиной гибкой стенки, на которой расположен тензодатчик. Блок обработки устанавливает соответствие между измеренным электрическим сопротивлением и длиной гибкой стенки, на которой расположен тензодатчик. Длина гибкой стенки соотносится с соответствующим объемом части для хранения жидкости, вследствие чего объем жидкого субстрата, образующего аэрозоль, удерживаемого в части для хранения жидкости, можно определить на основании измеренного электрического сопротивления.
Предпочтительно датчик содержит конденсатор, представляющий собой функциональный элемент для изменения сигнала. Конденсатор выполнен таким образом, что конденсатор изменяет свою емкость при перемещении стенки части для хранения жидкости относительно корпуса части для хранения жидкости. Датчик выполнен с возможностью измерения емкости конденсатора. Блок обработки устанавливает соответствие между измеренной емкостью и положением гибкой стенки относительно корпуса части для хранения жидкости. Текущее положение гибкой стенки соотносится с соответствующим объемом части для хранения жидкости, вследствие чего объем жидкого субстрата, образующего аэрозоль, удерживаемого в части для хранения жидкости, можно определить на основании измеренной емкости.
Предпочтительно конденсатор содержит первую обкладку конденсатора, представляющую собой первый компонент датчика, и вторую обкладку конденсатора, представляющую собой второй компонент датчика. Оба компонента датчика совместно выступают в качестве функционального элемента для изменения сигнала, который изменяет электрический сигнал, поданный на обкладки конденсатора.
Первая обкладка конденсатора может быть расположена на первой стенке части для хранения жидкости. Предпочтительно вторая обкладка конденсатора расположена на второй стенке части для хранения жидкости, причем вторая стенка расположена напротив первой стенки. Альтернативно вторая обкладка конденсатора прикреплена к корпусу части для хранения жидкости.
Датчик может содержать постоянный магнит, представляющий собой функциональный элемент для генерирования сигнала, и датчик Холла, представляющий собой функциональный элемент для обнаружения сигнала, причем датчик выполнен с возможностью измерения напряженности магнитного поля постоянного магнита. Постоянный магнит и датчик Холла расположены таким образом, что изменение объема части для хранения жидкости соотносится с соответствующим изменением расстояния между постоянным магнитом и датчиком Холла. Измеренная напряженность магнитного поля соотносится с соответствующим расстоянием между постоянным магнитом и датчиком Холла, вследствие чего объем жидкого субстрата, образующего аэрозоль, удерживаемого в части для хранения жидкости, можно определить на основании измеренной напряженности магнитного поля.
Датчик может содержать катушку индуктивности, представляющую собой функциональный элемент для изменения сигнала, и считыватель, представляющий собой как функциональный элемент для генерирования сигнала, так и функциональный элемент для обнаружения сигнала. Считыватель выполнен с возможностью создания переменного электромагнитного поля и измерения воздействия катушки индуктивности на созданное электромагнитное поле. Катушка индуктивности и считыватель расположены таким образом, что изменение объема части для хранения жидкости соотносится с соответствующим изменением расстояния между катушкой индуктивности и считывателем. Измеренное воздействие соотносится с соответствующим расстоянием между катушкой индуктивности и считывателем, вследствие чего объем жидкого субстрата, образующего аэрозоль, удерживаемого в части для хранения жидкости, можно определить на основании измеренной напряженности магнитного поля.
Катушка индуктивности может быть реализована в виде RFID-метки, а считыватель может быть реализован в виде RFID-считывателя, который выполнен с возможностью считывания RFID-метки вдобавок к определению расстояния до RFID-метки. Это представляет преимущество, поскольку картридж можно идентифицировать на основании обнаруженной RFID-метки.
Система, генерирующая аэрозоль, с картриджем согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения может дополнительно содержать электрическую схему, соединенную с испарителем и источником электропитания, причем электрическая схема выполнена с возможностью отслеживания электрического сопротивления испарителя и управления подачей питания на испаритель в зависимости от электрического сопротивления испарителя.
Электрическая схема может содержать микропроцессор, который может представлять собой программируемый микропроцессор. Электрическая схема может содержать дополнительные электронные компоненты. Электрическая схема может быть выполнена с возможностью регулирования подачи питания на испаритель. Питание может подаваться на испаритель непрерывно после активации системы или может подаваться с перерывами, например, от затяжки к затяжке. Питание может подаваться на испаритель в виде импульсов электрического тока. Предпочтительно испаритель представляет собой нагреватель в сборе, содержащий комбинацию из нитей.
Система, генерирующая аэрозоль, преимущественно содержит источник питания, обычно батарею, внутри главной части корпуса. В качестве альтернативы источник питания может представлять собой устройство накопления заряда другого типа, такое как конденсатор. Источник питания может требовать перезарядки и может обладать емкостью, позволяющей накапливать достаточно энергии для одного или нескольких сеансов курения; например, источник питания может иметь достаточную емкость для того, чтобы позволить непрерывно генерировать аэрозоль в течение приблизительно шести минут или в течение периода, кратного шести минутам. В другом примере источник питания может обладать достаточной емкостью для обеспечения возможности осуществления заданного количества затяжек или отдельных активаций нагревателя в сборе.
Для обеспечения попадания окружающего воздуха в картридж по меньшей мере одно полуоткрытое впускное отверстие предоставлено в стенке корпуса картриджа, предпочтительно в стенке напротив испарителя, предпочтительно в нижней стенке. Полуоткрытое впускное отверстие обеспечивает попадание воздуха в картридж, но ни воздух, ни жидкость не выходят из картриджа через полуоткрытое впускное отверстие. Полуоткрытое впускное отверстие может являться, например, полупроницаемой мембраной, проницаемой только для воздуха в одном направлении, но непроницаемой для воздуха и жидкости в противоположном направлении. Полуоткрытое впускное отверстие может также являться, например, одноходовым клапаном. Предпочтительно полуоткрытые впускные отверстия обеспечивают прохождение воздуха через впускное отверстие только при соблюдении конкретных условий, например, минимального понижения давления в картридже или прохождения через клапан или мембрану объема воздуха.
Субстрат, образующий аэрозоль, представляет собой субстрат, способный высвобождать летучие соединения, которые могут образовывать аэрозоль. Летучие соединения могут быть высвобождены путем нагревания субстрата, образующего аэрозоль. Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать материал растительного происхождения. Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать табак. Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать табакосодержащий материал, содержащий летучие табачные ароматические соединения, которые высвобождаются из субстрата, образующего аэрозоль, при нагревании. Субстрат, образующий аэрозоль, может альтернативно содержать материал, не содержащий табака. Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать гомогенизированный материал растительного происхождения. Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать гомогенизированный табачный материал. Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать по меньшей мере одно вещество для образования аэрозоля. Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать другие добавки и ингредиенты, такие как ароматизаторы.
Система, генерирующая аэрозоль, может содержать главный блок и картридж, который соединен с возможностью отсоединения с главным блоком, при этом часть для хранения жидкости и испаритель предоставлены в картридже, и главный блок содержит источник питания. По меньшей мере один компонент датчика расположен в картридже, при этом остальные компоненты датчика, если таковые присутствуют, расположены в главном блоке.
Система, генерирующая аэрозоль, может представлять собой электроуправляемую курительную систему. Предпочтительно система, генерирующая аэрозоль, является портативной. Система, генерирующая аэрозоль, может иметь размер, сопоставимый с размером традиционной сигары или сигареты. Курительная система может иметь общую длину, составляющую от приблизительно 30 миллиметров до приблизительно 150 миллиметров. Курительная система может иметь внешний диаметр, составляющий от приблизительно 5 миллиметров до приблизительно 30 миллиметров.
Признаки, описанные в отношении одного аспекта, могут быть в равной степени применены и к другим аспектам настоящего изобретения.
Варианты осуществления настоящего изобретения будут далее описаны исключительно в качестве примера со ссылкой на сопроводительные графические материалы, на которых:
на фиг. 1 показан вид сверху традиционной системы, генерирующей аэрозоль, содержащей часть для хранения жидкости, капиллярное тело и испаритель;
на фиг. 2A показан вид сверху системы, генерирующей аэрозоль, содержащей часть для хранения жидкости с гибкими боковыми стенками, датчик, содержащий конденсатор, капиллярное тело и испаритель, в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 2B показан вид сверху системы, генерирующей аэрозоль, по фиг. 2A, если объем жидкого субстрата, образующего аэрозоль, удерживаемого в части для хранения жидкости, был уменьшен;
на фиг. 3A показан вид сверху системы, генерирующей аэрозоль, содержащей часть для хранения жидкости с гибкими боковыми стенками, датчик, содержащий конденсатор, капиллярное тело и испаритель, в соответствии со вторым вариантом осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 3B показан вид сверху системы, генерирующей аэрозоль, по фиг. 3A, если объем жидкого субстрата, образующего аэрозоль, удерживаемого в части для хранения жидкости, был уменьшен;
на фиг. 4A показан вид сверху системы, генерирующей аэрозоль, содержащей часть для хранения жидкости с гибкой верхней стенкой, датчик, содержащий тензодатчик, капиллярное тело и испаритель, в соответствии с третьим вариантом осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 4B показан вид сверху системы, генерирующей аэрозоль, по фиг. 4A, если объем жидкого субстрата, образующего аэрозоль, удерживаемого в части для хранения жидкости, был уменьшен;
на фиг. 5A показан вид сверху системы, генерирующей аэрозоль, содержащей часть для хранения жидкости с гибкими стенками, датчик, содержащий постоянный магнит и датчик Холла, капиллярное тело и испаритель, в соответствии с четвертым вариантом осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 5B показан вид сверху системы, генерирующей аэрозоль, содержащей часть для хранения жидкости с гибкими стенками, датчик, содержащий постоянный магнит и датчик Холла, капиллярное тело и испаритель, в соответствии с пятым вариантом осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 5C показан вид сверху системы, генерирующей аэрозоль, содержащей часть для хранения жидкости с гибкими стенками, датчик, содержащий постоянный магнит и датчик Холла, капиллярное тело и испаритель, в соответствии с шестым вариантом осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 6A показан вид сверху системы, генерирующей аэрозоль, содержащей часть для хранения жидкости с гибкими стенками, датчик, содержащий катушку индуктивности и детектор, капиллярное тело и испаритель, в соответствии с седьмым вариантом осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 6B показан вид сверху системы, генерирующей аэрозоль, по фиг. 6A, если объем жидкого субстрата, образующего аэрозоль, удерживаемого в части для хранения жидкости, был уменьшен;
на фиг. 7A показан вид сверху картомайзера, содержащего часть для хранения жидкости с гибкими стенками, датчик, капиллярное тело и испаритель, в соответствии с восьмым вариантом осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 7B показан вид сверху картомайзера по фиг. 7A, если объем жидкого субстрата, образующего аэрозоль, удерживаемого в части для хранения жидкости, был уменьшен;
на фиг. 8 показан вид в перспективе картомайзера по фиг. 7A и фиг. 7B;
на фиг. 9 показан вид сверху части для хранения жидкости при различных уровнях заполнения в соответствии с девятым вариантом осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 10 показано схематическое изображение системы, генерирующей аэрозоль, содержащей часть для хранения жидкости с гибкими стенками, датчик, капиллярное тело и испаритель, в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения.
На фиг. 1 показана традиционная система, генерирующая аэрозоль, содержащая часть 22A для хранения жидкости, капиллярное тело 32 и испаритель 30. Часть 22A для хранения жидкости содержит жесткие стенки, которые ограничивают объем части 22A для хранения жидкости. Часть 22A для хранения жидкости заполнена жидким субстратом, образующим аэрозоль, который втягивается из части 22A для хранения жидкости посредством капиллярного тела 32, проходящего в часть 22A для хранения жидкости. Капиллярное тело 32 находится в контакте с испарителем 30, в котором втянутая жидкость испаряется. Испаритель 30 может быть реализован в виде нагревателя в сборе, содержащего, например, нити. Испарение вызывает втягивание жидкого субстрата, образующего аэрозоль, из части 22A для хранения жидкости. Хотя объем жидкого субстрата, образующего аэрозоль, уменьшается в соответствии с количеством втянутой жидкости, объем части 22A для хранения жидкости остается неизменным за счет ее жестких стенок, которые ограничивают объем части 22A для хранения жидкости. Компоновка традиционной системы, генерирующей аэрозоль, показанной на фиг. 1, теперь усовершенствована в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения.
На фиг. 2A показана система, генерирующая аэрозоль, содержащая часть 22 для хранения жидкости с гибкими боковыми стенками, датчик, содержащий первый компонент 34 датчика, реализованный в виде конденсатора, капиллярное тело 32 и испаритель 30, в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения. Верхняя стенка и нижняя стенка части 22 для хранения жидкости являются жесткими, при этом боковые стенки, проходящие между верхней стенкой и нижней стенкой, являются гибкими. Часть 22 для хранения жидкости заполнена жидким субстратом, образующим аэрозоль. Давление окружающего воздуха и давление жидкого субстрата, образующего аэрозоль, внутри части 22 для хранения жидкости вызывают перемещение гибких боковых стенок на соответствующее расстояние d. Конденсатор содержит первую обкладку конденсатора, расположенную на верхней стенке, и вторую обкладку конденсатора, расположенную на нижней стенке. Емкость конденсатора зависит от расстояния между двумя обкладками конденсатора. При уменьшении объема жидкого субстрата, образующего аэрозоль, удерживаемого в части 22 для хранения жидкости, расстояние d уменьшается и, таким образом, емкость конденсатора увеличивается.
На фиг. 2B показана система, генерирующая аэрозоль, изображенная на фиг. 2A, с более низким уровнем заполнения жидким субстратом, генерирующим аэрозоль. Таким образом, расстояние d между верхней стенкой и нижней стенкой уменьшено по сравнению с расстоянием d, показанным на фиг. 2A. В результате этого, расстояние между двумя обкладками конденсатора также уменьшено, вследствие чего емкость конденсатора увеличена. Поскольку существует однозначная взаимосвязь между расстоянием d и емкостью конденсатора, расстояние d между верхней стенкой и нижней стенкой части 22 для хранения жидкости можно определить на основании измеренной емкости конденсатора. Расстояние d пропорционально текущему объему части 22 для хранения жидкости, вследствие чего оставшееся количество жидкого субстрата, генерирующего аэрозоль, можно определить на основании измеренной емкости конденсатора.
На фиг. 3A показана альтернативная конструкция конденсатора по сравнению с системой, генерирующей аэрозоль, изображенной на фиг. 2A. Первая обкладка конденсатора расположена на жесткой верхней стенке части 22 для хранения жидкости, при этом вторая обкладка конденсатора расположена на верхней стенке корпуса, в котором установлена часть 22 для хранения жидкости. Жесткая нижняя стенка части 22 для хранения жидкости и верхняя стенка корпуса находятся на одном расстоянии друг от друга при изменении объема жидкого субстрата, образующего аэрозоль, удерживаемого в части 22 для хранения жидкости. При изменении объема жидкого субстрата, образующего аэрозоль, удерживаемого в части 22 для хранения жидкости, расстояние d между верхней стенкой части 22 для хранения жидкости и верхней стенкой корпуса изменяется. Расстояние d представляет собой минимальное расстояние, когда часть 22 для хранения жидкости заполнена жидким субстратом, образующим аэрозоль, до максимального объема, причем расстояние d увеличивается при уменьшении объема жидкого субстрата, образующего аэрозоль, удерживаемого в части 22 для хранения жидкости.
На фиг. 3B показана система, генерирующая аэрозоль, изображенная на фиг. 3A, с более низким уровнем заполнения жидким субстратом, генерирующим аэрозоль. Таким образом, расстояние d между верхней стенкой части 22 для хранения жидкости и верхней стенкой корпуса увеличено по сравнению с расстоянием d, показанным на фиг. 3A. В результате этого, расстояние между двумя обкладками конденсатора также увеличено, вследствие чего емкость конденсатора уменьшена. Поскольку существует однозначная взаимосвязь между расстоянием d и емкостью конденсатора, расстояние d между верхней стенкой части 22 для хранения жидкости и верхней стенкой корпуса можно определить на основании измеренной емкости конденсатора. Расстояние d пропорционально объему части 22 для хранения жидкости, вследствие чего оставшееся количество жидкого субстрата, генерирующего аэрозоль, можно определить на основании измеренной емкости конденсатора.
На фиг. 4A показана система, генерирующая аэрозоль, содержащая часть 22 для хранения жидкости с гибкой верхней стенкой, датчик, содержащий первый компонент 34 датчика, реализованный в виде тензодатчика, капиллярное тело 32 и испаритель 30, в соответствии с третьим вариантом осуществления настоящего изобретения. Нижняя стенка части 22 для хранения жидкости является жесткой, в то время как верхняя стенка является гибкой. Часть 22 для хранения жидкости заполнена жидким субстратом, образующим аэрозоль. Давление окружающего воздуха и давление жидкого субстрата, образующего аэрозоль, внутри части 22 для хранения жидкости вызывают изменение длины гибкой верхней стенки. Тензодатчик установлен на гибкой верхней стенке части 22 для хранения жидкости. Электрическое сопротивление тензодатчика зависит от натяжения верхней стенки в продольном направлении. При уменьшении объема жидкого субстрата, образующего аэрозоль, удерживаемого в части 22 для хранения жидкости, длина гибкой верхней стенки уменьшается. Уменьшение длины вызывает уменьшение натяжения, что, таким образом, приводит к уменьшению электрического сопротивления тензодатчика.
На фиг. 4B показана система, генерирующая аэрозоль, изображенная на фиг. 4A, с более низким уровнем заполнения жидким субстратом, генерирующим аэрозоль. Таким образом, длина верхней стенки уменьшена по сравнению с длиной, показанной на фиг. 4A. В результате этого, натяжение верхней стенки уменьшено, вследствие чего электрическое сопротивление тензодатчика также уменьшено. Поскольку существует однозначная взаимосвязь между длиной и электрическим сопротивлением тензодатчика, фактическую длину верхней стенки части 22 для хранения жидкости можно определить на основании измеренного электрического сопротивления. Длина верхней стенки пропорциональна объему части 22 для хранения жидкости, вследствие чего оставшееся количество жидкого субстрата, генерирующего аэрозоль, можно определить на основании измеренного электрического сопротивления.
На фиг. 5A показана система, генерирующая аэрозоль, содержащая часть 22 для хранения жидкости с гибкими стенками, датчик, содержащий первый компонент 34 датчика, реализованный в виде постоянного магнита, и второй компонент 36 датчика, реализованный в виде датчика Холла, капиллярное тело 32 и испаритель 30, в соответствии с четвертым вариантом осуществления настоящего изобретения. Постоянный магнит установлен на первой стенке части 22 для хранения жидкости, а датчик Холла установлен на второй стенке части для хранения жидкости. Постоянный магнит и датчик Холла расположены таким образом, что при постоянном объеме части 22 для хранения жидкости изменение расстояния между постоянным магнитом и датчиком Холла по существу отсутствует. Вследствие наличия гибких стенок части 22 для хранения жидкости, расстояние между постоянным магнитом и датчиком Холла изменяется при изменении объема части 22 для хранения жидкости. Давление окружающего воздуха и давление жидкого субстрата, образующего аэрозоль, внутри части 22 для хранения жидкости вызывают перемещение гибких боковых стенок, вследствие чего расстояние между постоянным магнитом и датчиком Холла изменяется при изменении объема. Напряженность магнитного поля, регистрируемая датчиком Холла, зависит от расстояния между постоянным магнитом и датчиком Холла. При уменьшении объема жидкого субстрата, образующего аэрозоль, удерживаемого в части 22 для хранения жидкости, расстояние между постоянным магнитом и датчиком Холла уменьшается. Уменьшение расстояния вызывает увеличение напряженности магнитного поля, которая может быть зарегистрирована датчиком Холла.
На фиг. 5B показана альтернативная конструкция датчика Холла в соответствии с пятым вариантом осуществления настоящего изобретения. В отличие от системы, генерирующей аэрозоль, показанной на фиг. 5A, постоянный магнит расположен на верхней стенке части 22 для хранения жидкости, а датчик Холла расположен на стенке корпуса, в котором установлена часть 22 для хранения жидкости. При изменении объема жидкого субстрата, образующего аэрозоль, удерживаемого в части 22 для хранения жидкости, расстояние между верхней стенкой части 22 для хранения жидкости и верхней стенкой корпуса изменяется. Расстояние представляет собой минимальное расстояние, когда часть 22 для хранения жидкости заполнена жидким субстратом, образующим аэрозоль, до максимального объема, причем расстояние увеличивается при уменьшении объема жидкого субстрата, образующего аэрозоль, удерживаемого в части 22 для хранения жидкости.
На фиг. 5C показана альтернативная конструкция датчика Холла в соответствии с шестым вариантом осуществления настоящего изобретения. В отличие от системы, генерирующей аэрозоль, показанной на фиг. 5A, постоянный магнит расположен на стенке части 22 для хранения жидкости, а датчик Холла расположен в отдельном корпусе. Постоянный магнит и датчик Холла расположены таким образом, что при постоянном объеме части 22 для хранения жидкости изменение расстояния между постоянным магнитом и датчиком Холла по существу отсутствует. Предпочтительно часть для хранения жидкости с постоянным магнитом представляет собой часть картриджа, а датчик Холла представляет собой часть главного блока системы, генерирующей аэрозоль, который отличается от картриджа. Постоянный магнит и датчик Холла расположены таким образом, что расстояние между постоянным магнитом и датчиком Холла изменяется при изменении объема жидкого субстрата, образующего аэрозоль, удерживаемого в части 22 для хранения жидкости. Необязательно по меньшей мере один дополнительный постоянный магнит расположен на стенке части для хранения жидкости, причем расстояние между дополнительным постоянным магнитом и датчиком Холла изменяется при изменении объема части 22 для хранения жидкости.
На фиг. 6A показана система, генерирующая аэрозоль, содержащая часть 22 для хранения жидкости с гибкими стенками, датчик, содержащий первый компонент 34 датчика, реализованный в виде катушки индуктивности, и второй компонент 36 датчика, реализованный в виде детектора, капиллярное тело 32 и испаритель 30, в соответствии с седьмым вариантом осуществления настоящего изобретения. Катушка индуктивности установлена на стенке части 22 для хранения жидкости, а детектор расположен в отдельном корпусе. Катушка индуктивности и детектор расположены таким образом, что при постоянном объеме части 22 для хранения жидкости изменение расстояния между катушкой индуктивности и детектором по существу отсутствует. Предпочтительно часть для хранения жидкости с катушкой индуктивности представляет собой часть картриджа, а детектор представляет собой часть главного блока системы, генерирующей аэрозоль, который отличается от картриджа. Катушка индуктивности и детектор расположены таким образом, что расстояние между катушкой индуктивности и детектором изменяется при изменении объема жидкого субстрата, образующего аэрозоль, удерживаемого в части 22 для хранения жидкости. Детектор выполнен с возможностью создания переменного электромагнитного поля и измерения воздействия катушки индуктивности на созданное электромагнитное поле. Катушка индуктивности и считыватель расположены таким образом, что изменение объема части для хранения жидкости соотносится с соответствующим изменением расстояния между катушкой индуктивности и детектором. Измеренное воздействие может быть основано по меньшей мере на одном из временных характеристик и мощности сигнала, а также соотносится с соответствующим расстоянием между катушкой индуктивности и детектором. Необязательно катушка индуктивности может быть реализована в виде RFID-метки, а детектор может быть реализован в виде RFID-считывателя, который выполнен с возможностью считывания RFID-метки вдобавок к определению расстояния до RFID-метки.
На фиг. 6B показана система, генерирующая аэрозоль, изображенная на фиг. 6A, с более низким уровнем заполнения жидким субстратом, генерирующим аэрозоль. Таким образом, расстояние между катушкой индуктивности и детектор уменьшено по сравнению с расстоянием, показанным на фиг. 6A. Поскольку существует однозначная взаимосвязь между расстоянием и измеренным воздействием катушки индуктивности на переменное электромагнитное поле, можно определить расстояние между катушкой индуктивности и детектором. Расстояние пропорционально текущему объему части 22 для хранения жидкости, вследствие чего оставшееся количество жидкого субстрата, генерирующего аэрозоль, можно определить на основании измеренного воздействия.
На фиг. 7A показан картомайзер, содержащий часть 22 для хранения жидкости с гибкими стенками, датчик (не показан), капиллярное тело 32, испаритель 30 и цилиндрический воздушный канал 38, в соответствии с восьмым вариантом осуществления настоящего изобретения. Часть 22 для хранения жидкости расположена вокруг цилиндрического воздушного канала 38 и характеризуется толщиной, соответствующей уровню заполнения части 22 для хранения жидкости жидким субстратом, образующим аэрозоль. Стенка части 22 для хранения жидкости, которая находится в контакте с цилиндрическим воздушным каналом 38, может быть жесткой. Стенка части 22 для хранения жидкости, обращенная наружу, является гибкой, вследствие чего часть для хранения жидкости изменяет свою форму при изменении объема.
На фиг. 7B показан картомайзер по фиг. 7A, в котором уменьшен объем жидкого субстрата, образующего аэрозоль, удерживаемого в части для хранения жидкости, вследствие чего толщина части 22 для хранения жидкости уменьшена.
На фиг. 8 показан вид в перспективе картомайзера по фиг. 7A и фиг. 7B.
На фиг. 9 показана часть 22 для хранения жидкости при различных уровнях заполнения в соответствии с девятым вариантом осуществления настоящего изобретения. Часть 22 для хранения жидкости зафиксирована на двух противоположных концах для обеспечения единообразного и прогнозируемого сгибания между двумя концами. Таким образом, часть для хранения жидкости возвращается к прежним форме и размеру после потребления 42 и заполнения 40 одинаковым количеством жидкого субстрата, образующего аэрозоль, необходимым для повторно заполняемых частей 22 для хранения жидкости.
На фиг. 10 показано схематическое изображение системы, генерирующей аэрозоль. Система, генерирующая аэрозоль, содержит устройство 10, генерирующее аэрозоль, и отдельный картридж 20. Картридж 20 содержит часть 22 для хранения жидкости, выполненную с возможностью удерживания жидкого субстрата, образующего аэрозоль. Картридж 20 дополнительно содержит испаритель 30, к которому подается жидкий субстрат, образующий аэрозоль, который втягивается через капиллярное тело 32 из части 22 для хранения жидкости. Кроме того, картридж 20 содержит по меньшей мере один компонент 34 датчика, тогда как остальные компоненты 36 датчика, если таковые присутствуют, могут быть расположены в устройстве 10, генерирующем аэрозоль. В этом примере система, генерирующая аэрозоль, является электроуправляемой курительной системой.
Картридж 20 выполнен с возможностью помещения в полость 18 внутри устройства. Картридж 20 должен быть выполнен с возможностью замены пользователем, когда предоставленный в картридже 20 субстрат, образующий аэрозоль, исчерпан. На фиг. 10 показан картридж 20 непосредственно перед вставкой в устройство, при этом стрелка 1, показанная на фиг. 10, указывает на направление вставки картриджа 20. Испаритель 30 и капиллярное тело 32 расположены в картридже 20 за крышкой 26. Устройство 10, генерирующее аэрозоль, является портативным и имеет размер, сопоставимый с размером традиционной сигары или сигареты. Устройство 10 содержит главную часть 11 и мундштучную часть 12. Главная часть 11 содержит источник 14 питания, например, батарею, такую как литий-железо-фосфатная батарея, управляющую электронику 16 и полость 18. Мундштучная часть 12 соединена с главной частью 11 посредством шарнирного соединения 21 и может перемещаться между открытым положением, как показано на фиг. 10, и закрытым положением. Мундштучную часть 12 располагают в открытом положении, чтобы обеспечить вставку и извлечение картриджей 20, и располагают в закрытом положении, когда система должна использоваться для генерирования аэрозоля. Мундштучная часть содержит множество впускных отверстий 13 для воздуха и выпускное отверстие 15. При использовании пользователь осуществляет втягивание или затяжку со стороны выпускного отверстия для втягивания воздуха сквозь впускные отверстия 13 для воздуха через мундштучную часть в выпускное отверстие 15, а затем в рот или легкие пользователя. Внутренние перегородки 17 предоставлены для того, чтобы вынуждать воздух протекать через мундштучную часть 12 мимо картриджа.
Полость 18 имеет круглое поперечное сечение и такой размер, чтобы вмещать в себя корпус 24 картриджа 20. Электрические соединители 19 предоставлены по сторонам полости 18 для обеспечения электрического соединения между управляющей электроникой 16 и батареей 14, и соответствующими электрическими контактами на картридже 20.
Другие конструкции картриджа, содержащие по меньшей мере один компонент 34 датчика, испаритель 30 и капиллярное тело 32, могут быть теперь представлены специалистом в данной области техники. Например, картридж 20 может содержать мундштучную часть 12, может содержать более одного испарителя и может иметь любую необходимую форму.
Вышеописанные приведенные в качестве примера варианты осуществления являются иллюстративными, а не ограничительными. В свете вышеописанных приведенных в качестве примера вариантов осуществления специалисту в данной области техники будут теперь понятны и другие варианты осуществления, соответствующие вышеописанным приведенным в качестве примера вариантам осуществления.
1. Картридж для системы, генерирующей аэрозоль, содержащий:
часть для хранения жидкости для удерживания жидкого субстрата, образующего аэрозоль, причем часть для хранения жидкости содержит одну или несколько гибких стенок и выполнена с возможностью изменения по меньшей мере одного из формы и размера части для хранения жидкости при изменении объема жидкого субстрата, образующего аэрозоль, удерживаемого в части для хранения жидкости;
датчик для измерения показателя физической характеристики, причем измеряемый показатель соотносится по меньшей мере с одним из соответствующей формы и соответствующего размера части для хранения жидкости, вследствие чего объем жидкого субстрата, образующего аэрозоль, удерживаемого в части для хранения жидкости, можно определить на основании измеряемого показателя; и
испаритель.
2. Картридж по п. 1, отличающийся тем, что длина одной или нескольких гибких стенок изменяется при изменении объема жидкого субстрата, образующего аэрозоль, удерживаемого в части для хранения жидкости.
3. Картридж по п. 1 или 2, отличающийся тем, что датчик содержит тензодатчик, расположенный на одной из одной или нескольких гибких стенок, причем датчик выполнен с возможностью измерения электрического сопротивления тензодатчика, и
причем измеренное электрическое сопротивление соотносится с соответствующей длиной гибкой стенки, на которой расположен тензодатчик, вследствие чего объем жидкого субстрата, образующего аэрозоль, удерживаемого в части для хранения жидкости, можно определить на основании измеренного электрического сопротивления.
4. Картридж по п. 1 или 2, отличающийся тем, что датчик содержит первый компонент датчика и второй компонент датчика, причем по меньшей мере один из первого компонента датчика и второго компонента датчика расположен на стенке части для хранения жидкости,
причем расстояние между первым компонентом датчика и вторым компонентом датчика изменяется при изменении объема жидкого субстрата, образующего аэрозоль, удерживаемого в части для хранения жидкости, и
причем датчик выполнен с возможностью измерения показателя физической характеристики, которая соотносится с соответствующим расстоянием между первым компонентом датчика и вторым компонентом датчика.
5. Картридж по п. 4, отличающийся тем, что часть для хранения жидкости содержит первую стенку, вторую стенку напротив первой стенки и одну или несколько гибких боковых стенок, соединяющих первую стенку со второй стенкой,
причем первый компонент датчика расположен на первой стенке, а второй компонент датчика расположен на второй стенке,
причем расстояние между первой стенкой и второй стенкой изменяется при изменении объема жидкого субстрата, образующего аэрозоль, удерживаемого в части для хранения жидкости, и
причем датчик выполнен с возможностью измерения показателя физической характеристики, которая соотносится с соответствующим расстоянием между первой стенкой и второй стенкой.
6. Картридж по п. 4 или 5, отличающийся тем, что датчик содержит конденсатор c первой обкладкой конденсатора, представляющей собой первый компонент датчика, и второй обкладкой конденсатора, представляющей собой второй компонент датчика, причем датчик выполнен с возможностью измерения емкости конденсатора, и
причем измеренная емкость соотносится с соответствующим расстоянием между первой стенкой и второй стенкой, вследствие чего объем жидкого субстрата, образующего аэрозоль, удерживаемого в части для хранения жидкости, можно определить на основании измеренной емкости.
7. Картридж по п. 4, отличающийся тем, что датчик содержит постоянный магнит, представляющий собой первый компонент датчика, и датчик Холла, представляющий собой второй компонент датчика, причем датчик выполнен с возможностью измерения напряженности магнитного поля постоянного магнита, и
причем измеренная напряженность магнитного поля соотносится с соответствующим расстоянием между постоянным магнитом и датчиком Холла, вследствие чего объем жидкого субстрата, образующего аэрозоль, удерживаемого в части для хранения жидкости, можно определить на основании измеренной напряженности магнитного поля.
8. Картридж по п. 4, отличающийся тем, что датчик содержит катушку индуктивности, представляющую собой первый компонент датчика, и считыватель, представляющий собой второй компонент датчика, причем считыватель выполнен с возможностью создания переменного электромагнитного поля и измерения воздействия катушки индуктивности на созданное электромагнитное поле, и
причем измеренное воздействие соотносится с соответствующим расстоянием между катушкой индуктивности и считывателем, вследствие чего объем жидкого субстрата, образующего аэрозоль, удерживаемого в части для хранения жидкости, можно определить на основании измеренной напряженности магнитного поля.
9. Картридж по п. 8, отличающийся тем, что первый компонент датчика содержит RFID-метку, а второй компонент датчика содержит RFID-считыватель, выполненный с возможностью считывания RFID-метки, чтобы, таким образом, идентифицировать картридж на основании RFID-метки.
10. Картридж по любому из пп. 1-9, отличающийся тем, что часть для хранения жидкости выполнена с возможностью обратимого и единообразного изменения своих формы и размера при изменении объема жидкого субстрата, образующего аэрозоль, удерживаемого в части для хранения жидкости.
11. Система, генерирующая аэрозоль, с картриджем по любому из пп. 1-10, содержащая главный блок и картридж, причем картридж соединен с возможностью отсоединения с главным блоком, причем главный блок содержит источник питания, причем часть для хранения жидкости расположена в картридже, и причем каждый из компонентов датчика картриджа расположен в одном из главного блока и картриджа.
