Генерирующая аэрозоль система с самоактивируемым электрическим нагревателем
Настоящее изобретение относится к электрической генерирующей аэрозоль системе для размещения образующего аэрозоль субстрата, содержащей часть для хранения жидкости, предназначенную для хранения жидкого образующего аэрозоль субстрата; электрический нагреватель, содержащий по меньшей мере один нагревательный элемент для нагрева жидкого образующего аэрозоль субстрата; и электрическую схему, выполненную с возможностью самоактивации электрического нагревателя в определенный момент времени на время самоактивации в пределах периода неактивности электрического нагревателя с целью определения израсходования жидкого образующего аэрозоль субстрата на основе соотношения между мощностью, подаваемой на нагревательный элемент, и результирующим изменением температуры нагревательного элемента. Настоящее изобретение относится также к способу самоактивации электрического нагревателя в определенный момент времени на время самоактивации в пределах периода неактивности электрического нагревателя и к определению израсходования жидкого образующего аэрозоль субстрата, нагреваемого электрическим нагревателем, на основе соотношения между мощностью, подаваемой на нагревательный элемент, и результирующим изменением температуры нагревательного элемента. Настоящее изобретение относится также к электрической схеме, которая выполнена с возможностью осуществления указанного способа, и машиночитаемому носителю записи. 4 н. и 11 з.п. ф-лы, 4 ил.
Настоящее изобретение относится к электрической генерирующей аэрозоль системе. В частности, настоящее изобретение относится к электрической генерирующей аэрозоль системе, в которой образующий аэрозоль субстрат является жидким и заключен в части для хранения жидкости.
В WO 2012/085203 A1 раскрыта куритальная система с электрическим нагревом, имеющая часть для хранения жидкости. Часть для хранения жидкости содержит жидкий образующий аэрозоль субстрат и соединена с испарителем, содержащим электрический нагреватель, который получает питание от батарейного источника питания. При использовании электрический нагреватель активируется в результате осуществлении пользователем всасывания на мундштуке для включения источника питания в виде батарей. Нагреваемый образующий аэрозоль субстрат, заключенный в испарителе, будет испаряться. Осуществляемое пользователем всасывание на мундштуке приводит к втягиванию воздуха вдоль испарителя или через него и, таким образом, к генерированию аэрозоля. Генерируемый аэрозоль втягивается внутрь мундштука и затем - в рот пользователя. Степень израсходования жидкого образующего аэрозоль субстрата определяется на основе соотношения между мощностью, подаваемой на нагревательный элемент, и результирующим изменением температуры нагревательного элемента при его активации. Определенная таким образом степень израсходования отображается для пользователя.
Такой подход обеспечивает возможность определения степени израсходования жидкого образующего аэрозоль субстрата лишь тогда, когда электрический нагреватель активен. При использовании курительной системы с электрическим нагревом температура активного нагревателя изменяется в зависимости от величины концентрации жидкого образующего аэрозоль субстрата на нагревательном элементе. Кроме того, на концентрацию жидкого образующего аэрозоль субстрата влияет интенсивность всасывания, осуществляемого пользователем. Эти возможные изменения имеют негативное влияние на точность определяемой степени израсходования. Практически, определенную степень израсходования невозможно оценить с достаточной точностью.
Было бы желательно создать генерирующую аэрозоль систему, которая определяет израсходование до использования этой генерирующей аэрозоль системы пользователем и повышает точность определения степени израсходования.
Согласно первому аспекту настоящего изобретения, предложена электрическая генерирующая аэрозоль система для размещения образующего аэрозоль субстрата, содержащая часть для хранения жидкости, предназначенную для хранения жидкого образующего аэрозоль субстрата; электрический нагреватель, содержащий по меньшей мере один нагревательный элемент для нагрева жидкого образующего аэрозоль субстрата; и электрическую схему, выполненную с возможностью самоактивации электрического нагревателя в определенный момент времени на время самоактивации в пределах периода неактивности электрического нагревателя с целью определения израсходования жидкого образующего аэрозоль субстрата на основе соотношения между мощностью, подаваемой на нагревательный элемент, и результирующим изменением температуры нагревательного элемента.
Электрическая схема предпочтительно выполнена с возможностью оценки количества жидкого образующего аэрозоль субстрата в части для хранения жидкости на основе определенного израсходования. Количество жидкого образующего аэрозоль субстрата в части для хранения жидкости может представлять собой абсолютное количество или относительное количество, например процентную величину, или оно может быть охарактеризовано тем, больше оно или меньше порогового количества жидкого образующего аэрозоль субстрата в части для хранения жидкости.
Самоактивация электрического нагревателя относится к активации электрического нагревателя в определенный момент времени, когда электрический нагреватель не используется, например, с целью определения степени израсходования жидкого образующего аэрозоль субстрата.
Наличие электрической схемы для самоактивации электрического нагревателя и определения израсходования жидкого образующего аэрозоль субстрата, доставляемого к нагревателю, является полезным по ряду причин. Например, когда пользователь использует генерирующую аэрозоль систему, степень израсходования жидкого образующего аэрозоль субстрата может быть определена исходя из последней самоактивации. Следовательно, пользователю не нужно осуществлять затяжку с целью активации электрического нагревателя для определения последней степени израсходования.
Электрический нагреватель самоактивируется, когда пользователь не нуждается в генерировании аэрозоля, что может иметь место в случае, если генерирующая аэрозоль система не используется, например во время перерыва между сериями затяжек. Следовательно, настоящее изобретение обеспечивает средства для определения расхода жидкого образующего аэрозоль субстрата в подходящие моменты времени.
Расход жидкого образующего аэрозоль субстрата может определяться тогда, когда электрический нагреватель охлажден. Расход жидкого образующего аэрозоль субстрата может определяться тогда, когда концентрация жидкого образующего аэрозоль субстрата на нагревательном элементе достигла максимальной величины. В генерирующей аэрозоль системе, содержащей фитиль в качестве капиллярной среды для транспортировки жидкого образующего аэрозоль субстрата из части для хранения жидкости к нагревательному элементу, этот фитиль будет втягивать жидкий образующий аэрозоль субстрат до тех пор, пока не будет достигнуто равновесие.
Расход жидкого образующего аэрозоль субстрата может определяться тогда, когда электрическая схема не выполняет никаких заданий или имеет вычислительную нагрузку ниже порога. Предпочтительно расход жидкого образующего аэрозоль субстрата определяется тогда, когда имеют место по меньшей мере две, а более предпочтительно - все из вышеуказанных ситуаций.
Благодаря самоактивации электрического нагревателя, обеспечивается возможность определения уровня жидкого образующего аэрозоль субстрата в части для хранения жидкости до того, как пользователь снова воспользуется генерирующей аэрозоль системой. Таким образом предотвращается использование генерирующей аэрозоль системы при наличии низких уровней жидкого образующего аэрозоль субстрата, что является полезным, поскольку нагрев при низких уровнях жидкого образующего аэрозоль субстрата может привести к перегреву и потенциальным проблемам из-за этого, таким как необратимые повреждения генерирующей аэрозоль системы.
Благодаря самоактивации электрического нагревателя, обеспечивается возможность более точного управления определением степени израсходования и исключается необходимость в определении каждый раз, когда пользователь пользуется генерирующей аэрозоль системой. Предпочтительно уровень жидкого образующего аэрозоль субстрата определяется независимо от активации, осуществляемой пользователем. Благодаря редкому использованию самоактивации, обеспечивается возможность ограничения потребления мощности.
Электрическая схема может быть дополнительно выполнена с возможностью активации электрического нагревателя в течение конкретного времени активации в ответ на запрос генерирования аэрозоля во время регулярного использования генерирующей аэрозоль системы.
Предпочтительно время самоактивации электрического нагревателя составляет меньше, чем время активации электрического нагревателя по запросу генерирования аэрозоля от пользователя. Предпочтительно время самоактивации имеет одно из следующих значений: 0,1 секунды, 0,2 секунды, 0,3 секунды, 0,4 секунды, 0,5 секунды, 0,6 секунды, 0,7 секунды, 0,8 секунды, 0,9 секунды и 1,0 секунды.
Предпочтительно электрическая схема выполнена с возможностью самоактивации электрического нагревателя лишь при выполнении по меньшей мере одного предварительного условия самоактивации.
Первое предварительное условие самоактивации может представлять собой заданное время неактивности электрического нагревателя. Самоактивация может осуществляться по истечении времени, достаточного для восполнения жидкого образующего аэрозоль субстрата на электрическом нагревателе.
Второе предварительное условие самоактивации может состоять в заданном количестве запрошенных активаций электрического нагревателя для генерирования аэрозоля.
Третье предварительное условие самоактивации может быть выполнено, когда температура электрического нагревателя стала ниже минимальной пороговой температуры после запрошенной активации электрического нагревателя для генерирования аэрозоля.
Четвертое предварительное условие самоактивации может быть выполнено, когда концентрация жидкого образующего аэрозоль субстрата на нагревательном элементе достигла максимальной величины после запрошенной активации электрического нагревателя для генерирования аэрозоля.
Предпочтительно электрическая схема выполнена с возможностью самоактивации электрического нагревателя по меньшей мере еще один раз подряд с целью подтверждения определенного израсходования жидкого образующего аэрозоль субстрата при предыдущем измерении. Окончательно определенное израсходование может представлять собой среднее значение единственных оценок. Определенное израсходование может быть подтверждено по меньшей мере второй оценкой, отличающейся от первой оценки на погрешность измерения, которая меньше, чем порог погрешности измерения.
Предпочтительно электрическая схема выполнена с возможностью оценки количества жидкого образующего аэрозоль субстрата в части для хранения жидкости на основе определенного израсходования.
Предпочтительно электрическая схема выполнена с возможностью самоактивации электрического нагревателя тем чаще, чем больше уменьшение определенного количества жидкого образующего аэрозоль субстрата, хранящегося в части для хранения жидкости. В случае, если определено, что уровень жидкого образующего аэрозоль субстрата приближается к пустому состоянию, самоактивации и результирующие измерения могут проводиться более часто. Таким образом обеспечивается возможность использования генерирующей аэрозоль системой меньшей мощности при определении уровня жидкого образующего аэрозоль субстрата, когда часть для хранения жидкости будет достаточно заполнена, поскольку не произойдет ее быстрого израсходования. Когда часть для хранения жидкости приближается к уровням обнаружения, осуществляют большее количество измерений с тем, чтобы не пропустить завершение срока службы части для хранения жидкости.
Предпочтительно электрическая схема выполнена с возможностью игнорирования запросов генерирования аэрозоля после определении того, что оъем жидкого образующего аэрозоль субстрата, хранящегося в части для хранения жидкости, составляет меньше минимального порогового объема, благодаря чему предотвращается активация электрического нагревателя.
Предпочтительно генерирующая аэрозоль система дополнительно содержит датчик температуры для измерения температуры указанного по меньшей мере одного нагревательного элемента. Электрическая схема выполнена с возможностью отслеживания температуры указанного по меньшей мере одного нагревательного элемента, измеряемой с помощью датчика температуры, и с возможностью определения израсходования жидкого образующего аэрозоль субстрата, нагреваемого с помощью нагревателя, на основе температуры, измеряемой с помощью датчика температуры.
Предпочтительно электрическая схема выполнена с возможностью измерения электрического сопротивления указанного по меньшей мере одного нагревательного элемента для определения температуры нагревательного элемента на основе измеренного электрического сопротивления.
Предпочтительно электрическая схема выполнена с возможностью измерения электрического сопротивления указанного по меньшей мере одного нагревательного элемента путем измерения тока через указанный по меньшей мере один нагревательный элемент и напряжения на указанном по меньшей мере одном нагревательном элементе и с возможностью определения электрического сопротивления указанного по меньшей мере одного нагревательного элемента на основе измеренных тока и напряжения.
Соотношение между температурой нагревательного элемента и мощностью, подаваемой на нагревательный элемент, может представлять собой, например, скорость изменения температуры нагревательного элемента при заданной подаваемой мощности, абсолютную температуру нагревательного элемента при заданном времени, в течение которого осуществляется самоактивация при заданной подаваемой мощности, интеграл температуры по времени самоактивации при заданной подаваемой мощности, или мощность, подаваемую на нагревательный элемент с целью поддержания заданной температуры. В целом, чем меньше жидкого образующего аэрозоль субстрата доставляется к нагревателю для испарения, тем выше будет температура нагревательного элемента при заданной подаваемой мощности. При заданной мощности, информация об изменении температуры нагревательного элемента во время самоактивации и о том, каким образом это изменение меняется в пределах множества самоактиваций, может использоваться для определения того, имеет ли место израсходование образующего аэрозоль субстрата, доставляемого к электрическому нагревателю.
Электрический нагреватель содержит по меньшей мере один нагревательный элемент. Нагревательный элемент может содержать структуру из нитей. Предпочтительно указанный по меньшей мере один нагревательный элемент имеет форму нагревательного провода или катушки или нитяного кольца.
Указанный по меньшей мере один нагревательный элемент предпочтительно содержит электрорезистивный материал. Указанный по меньшей мере один нагревательный элемент способен нагревать жидкий образующий аэрозоль субстрат за счет проводимости. Нагревательный элемент может находиться по меньшей мере частично в контакте с жидким образующим аэрозоль субстратом. В качестве альтернативы тепло от нагревательного элемента может передаваться на жидкий образующий аэрозоль субстрат посредством теплопроводного элемента.
Предпочтительно электрическая генерирующая аэрозоль система дополнительно содержит капиллярный фитиль для транспортировки жидкого образующего аэрозоль субстрата из части для хранения жидкости к электрическому нагревателю. Предпочтительно капиллярный фитиль расположен с возможностью контакта с жидким образующим аэрозоль субстратом в части для хранения жидкости. Предпочтительно капиллярный фитиль проходит внутрь части для хранения жидкости. В этом случае, при использовании жидкость переносится из части для хранения жидкости к электрическому нагревателю за счет капиллярного действия в капиллярном фитиле. Указанный по меньшей мере один нагревательный элемент способен поддерживать капиллярный фитиль. Капиллярные свойства фитиля, в сочетании со свойствами жидкости, обеспечивают, чтобы во время нормального использования, при наличии достаточного количества жидкого образующего аэрозоль субстрата фитиль постоянно был влажным в зоне нагрева.
Генерирующая аэрозоль система может дополнительно содержать датчик температуры для измерения температуры указанного по меньшей мере одного нагревательного элемента при активации этого нагревательного элемента. Электрическая схема может быть выполнена с возможностью отслеживания температуры указанного по меньшей мере одного нагревательного элемента, измеряемой с помощью датчика температуры, и с возможностью определения израсходования жидкого образующего аэрозоль субстрата, нагреваемого с помощью нагревателя, на основе температуры указанного по меньшей мере одного нагревательного элемента, измеряемой с помощью датчика температуры.
В случае, если количество жидкого образующего аэрозоль субстрата уменьшилось, например, в случае, если часть для хранения жидкости пуста или по существу пуста, возможна подача недостаточного количества жидкого образующего аэрозоль субстрата на нагреватель. Это может привести к повышению температуры нагревательного элемента. Таким образом, температура нагревательного элемента, измеряемая с помощью датчика температуры, обеспечивает возможность определения схемой управления того, что количество жидкого образующего аэрозоль субстрата в части для хранения жидкости уменьшилось до заданного порога, и дополнительно обеспечивает возможность индикации абсолютного количества жидкого образующего аэрозоль субстрата в части для хранения жидкости.
В предпочтительном варианте осуществления электрическая схема выполнена с возможностью измерения электрического сопротивления указанного по меньшей мере одного нагревательного элемента, для определения температуры нагревательного элемента на основе измеренного электрического сопротивления.
В случае, если количество жидкого образующего аэрозоль субстрата уменьшилось, например в случае, если часть для хранения жидкости пуста или по существу пуста, возможна подача недостаточного количества жидкого образующего аэрозоль субстрата на нагреватель. Это может привести к повышению температуры нагревательного элемента. В случае, если указанный по меньшей мере один нагревательный элемент имеет подходящие характеристики температурного коэффициента сопротивления, благодаря измерению электрического сопротивления указанного по меньшей мере одного нагревательного элемента, будет обеспечена возможность определения температуры нагревательного элемента. Таким образом, температура нагревательного элемента, определенная с помощью электрической схемы на основе измеренного электрического сопротивления, обеспечивает возможность определения электрической схемой количества жидкого образующего аэрозоль субстрата в части для хранения жидкости.
Преимущество этого предпочтительного последнего варианта осуществления состоит в отсутствии необходимости во включении датчика температуры, который может занимать полезное место в генерирующей аэрозоль системе, а также может быть дорогим. Следует подчеркнуть, что электрическое сопротивление в данном варианте осуществления используется как для «активатора» (нагревательного элемента), так и для «датчика» (измерение температуры).
В данном предпочтительном варианте осуществления электрическая схема может быть выполнена с возможностью измерения электрического сопротивления указанного по меньшей мере одного нагревательного элемента путем измерения тока через указанный по меньшей мере один нагревательный элемент и напряжения на указанном по меньшей мере одном нагревательном элементе и определения электрического сопротивления указанного по меньшей мере одного нагревательного элемента на основе измеренных тока и сопротивления. В этом случае электрическая схема может содержать резистор, имеющий известное сопротивление и соединенный последовательно с указанным по меньшей мере одним нагревательным элементом, и электрическая схема может быть выполнена с возможностью измерения тока через указанный по меньшей мере один нагревательный элемент путем измерения напряжения на указанном резисторе с известным сопротивлением и определения тока через указанный по меньшей мере один нагревательный элемент на основе измеренного напряжения и известного сопротивления. Электрическая схема может быть выполнена с возможностью определения израсходования жидкого образующего аэрозоль субстрата, нагреваемого с помощью нагревателя, путем отслеживания повышения измеренной или определенной температуры в пределах последовательности циклов нагрева, когда жидкий образующий аэрозоль субстрат в части для хранения жидкости потреблен.
Электрическая схема может быть выполнена с возможностью определения израсходования жидкого образующего аэрозоль субстрата, нагреваемого с помощью нагревателя, путем отслеживания степени повышения измеренной или определенной температуры в начале самоактивации электрического нагревателя, в пределах последовательности самоактиваций электрического нагревателя в то время, когда жидкий образующий аэрозоль субстрат в части для хранения жидкости потреблен, между самоактивациями электрического нагревателя.
Электрическая схема может быть выполнена с возможностью определения количества жидкого образующего аэрозоль субстрата в части для хранения жидкости путем отслеживания повышения величины интеграла по времени измеренной или определенной температуры в течение времени самоактивации электрического нагревателя.
В предпочтительном варианте осуществления электрическая схема выполнена с возможностью деактивации электрического нагревателя в случае, если количество жидкого образующего аэрозоль субстрата в части для хранения жидкости, согласно оценке уменьшилась до заданного порога.
Это является полезным, поскольку пользователь больше не сможет пользоваться генерирующей аэрозоль системой, как только возникнет недостаток жидкого образующего аэрозоль субстрата. Таким образом будет исключено образование аэрозоля, не обладающего требуемыми свойствами. В результате будут исключены ненадлежащие ощущения для пользователя.
Электрическая схема может быть выполнена с возможностью деактивации электрического нагревателя либо постоянно, либо временно, до тех пор, пока условия не изменятся таким образом, станет возможна дальнейшая работа электрического нагревателя. Электрическая схема имеет возможность постоянной деактивации электрического нагревателя путем расплавления электрического предохранителя между электрическим нагревателем и электрическим источником питания. Электрическая схема может быть выполнена с возможностью временной деактивации электрического нагревателя путем размыкания переключателя между электрическим нагревателем и электрическим источником питания. Как только условия изменились таким образом, что стала возможной дальнейшая работа электрического нагревателя, например после повторного заполнения пустой части для хранения жидкости или после замены отработавшей части для хранения жидкости на новую, обеспечивается возможность повторного замыкания переключателя, посредством которого был деактивирован электрический нагреватель.
В предпочтительном варианте осуществления электрическая схема выполнена с возможностью сигнализации пользователю о том, что количество жидкого образующего аэрозоль субстрата в части для хранения жидкости, согласно оценке, снизилось до заданного порога Это является полезным, поскольку указанная сигнализация позволяет пользователю осуществить повторное заполнение или замену части для хранения. жидкости
Генерирующая аэрозоль система с электрическим управлением может содержать дисплей пользователя. В этом случае сигнализация может включать в себя сигнализацию на дисплее пользователя. В качестве альтернативы, сигнализация может включать в себя звуковую сигнализацию или любой другой подходящий тип сигнализации для пользователя.
Для того, чтобы обеспечить возможность поступления окружающего воздуха в генерирующую аэрозоль систему, стенка корпуса генерирующей аэрозоль системы, предпочтительно стенка, противоположная электрическому нагревателю, предпочтительно нижняя стенка, оснащена по меньшей мере одним полуоткрытым впускным отверстием. Полуоткрытое впускное отверстие обеспечивает возможность поступления воздуха в генерирующую аэрозоль систему, однако воздух или жидкость не будет выходить из генерирующей аэрозоль системы через указанное полуоткрытое впускное отверстие. Полуоткрытое впускное отверстие может представлять собой, например, полупроницаемую мембрану, проницаемую лишь для воздуха в одном направлении, но непроницаемую для воздуха и жидкости в противоположном направлении. Полуоткрытое впускное отверстие может также представлять собой, например, обратный клапан. Предпочтительно указанные полуоткрытые впускные отверстия обеспечивают возможность прохождения воздуха через впускное отверстие лишь при выполнении конкретных условий, например при минимальном снижении давления в генерирующей аэрозоль системе или объема воздуха, проходящего через клапан или мембрану.
Жидкий образующий аэрозоль субстрат представляет собой субстрат, способный выделять летучие соединения, которые способны образовывать аэрозоль. Летучие соединения способны выделяться в результате нагрева образующего аэрозоль субстрата. Жидкий образующий аэрозоль субстрат может содержать материал растительного происхождения. Жидкий образующий аэрозоль субстрат может содержать табак. Жидкий образующий аэрозоль субстрат может содержать табакосодержащий материал, содержащий летучие табачные ароматические соединения, которые выделяются из жидкого образующего аэрозоль субстрата при нагреве. Жидкий образующий аэрозоль субстрат может, в качестве альтернативы, содержать материал, не содержащий табака. Жидкий образующий аэрозоль субстрат может содержать гомогенизированный материал растительного происхождения. Жидкий образующий аэрозоль субстрат может содержать гомогенизированный табачный материал. Жидкий образующий аэрозоль субстрат может содержать по меньшей мере одно вещество для образования аэрозоля. Жидкий образующий аэрозоль субстрат может содержать другие добавки и ингредиенты, такие как ароматизаторы.
Преимущество, обеспечиваемое наличием части для хранения жидкости, состоит в том, что жидкий образующий аэрозоль субстрат в части для хранения жидкости защищен от окружающего воздуха. В некоторых вариантах осуществления обеспечивается также невозможность проникновения окружающего света в часть для хранения жидкости и таким образом исключается риск порчи жидкого образующего аэрозоль субстрата под действием света. Кроме того, обеспечивается возможность поддержания высокого уровня гигиены.
Предпочтительно часть для хранения жидкости выполнена с возможностью хранения жидкого образующего аэрозоль субстрата для заданного количества затяжек. Если часть для хранения жидкости не является многоразовой, и жидкость в части для хранения жидкости израсходована, эта часть для хранения жидкости должна быть заменена пользователем. Во время такой замены необходимо предотвратить загрязнение пользователя жидким образующим аэрозоль субстратом. В качестве альтернативы, часть для хранения жидкости может быть многоразовой. В этом случае генерирующая аэрозоль система может быть заменена после определенного количества заправок части для хранения жидкости.
Генерирующая аэрозоль система предпочтительно 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 иметь емкость, обеспечивающую возможность накопления достаточной энергии для одного или более сеансов курения; например, источник питания может иметь емкость, достаточную для обеспечения возможности непрерывного генерирования аэрозоля в течение периода, составляющего приблизительно шесть минут, или в течение периода, кратного шести минутам. В другом примере источник питания может иметь емкость, достаточную для обеспечения возможности осуществления предварительно заданного количества затяжек или отдельных активаций нагревателя в сборе.
Генерирующая аэрозоль система может содержать главный блок и картридж, который разъемно соединен с главным блоком, при этом часть для хранения жидкости и электрический нагреватель выполнены в картридже, а главный блок содержит источник питания и электрическую схему.
Генерирующая аэрозоль система является электрической, и она может представлять собой электрическую курительную систему. Предпочтительно генерирующая аэрозоль система, является портативной. Генерирующая аэрозоль система может иметь размер, сопоставимый с размером обычной сигары или сигареты. Курительная система может иметь общую длину от приблизительно 30 миллиметров до приблизительно 150 миллиметров. Курительная система может иметь внешний диаметр от приблизительно 5 миллиметров до приблизительно 30 миллиметров.
Согласно второму аспекту настоящего изобретения, предложен способ, включающий в себя этапы, на которых обеспечивают электрическую генерирующую аэрозоль систему, содержащую часть для хранения жидкого образующего аэрозоль субстрата и электрический нагреватель, содержащий по меньшей мере один нагревательный элемент для нагрева жидкого образующего аэрозоль субстрата; осуществляют самоактивацию электрического нагревателя в определенный момент времени на время самоактивации в пределах периода неактивности электрического нагревателя; и определяют израсходование жидкого образующего аэрозоль субстрата, нагреваемого электрическим нагревателем, на основе соотношения между мощностью, подаваемой на нагревательный элемент, и результирующим изменением температуры нагревательного элемента.
Количество жидкого образующего аэрозоль субстрата может представлять собой абсолютную величину или относительную величину, например процентную величину, либо оно может быть охарактеризовано тем, больше оно или меньше, чем пороговое количество жидкого образующего аэрозоль субстрата в части для хранения жидкости.
Согласно третьему аспекту настоящего изобретения, предложена электрическая схема для электрической генерирующей аэрозоль системы, выполненная с возможностью осуществления способа согласно второму аспекту настоящего изобретения.
Электрическая схема может быть выполнена с возможностью регулирования подачи питания на электрический нагреватель. Питание подается на электрический нагреватель непрерывно после активации системы, или оно может подаваться с перерывами, например от затяжки к затяжке. Питание может подаваться на электрический нагреватель в виде импульсов электрического тока.
Электрическая схема может содержать микропроцессор, который может представлять собой программируемый микропроцессор, выполненный с возможностью осуществления способа согласно второму аспекту настоящего изобретения. Электрическая схема может содержать дополнительные электронные компоненты.
Согласно четвертому аспекту настоящего изобретения, предложен машиночитаемый носитель записи, содержащий хранящуюся на нем компьютерную программу, которая, при ее выполнении в программируемой электрической схеме для электрической генерирующей аэрозоль системы инициирует осуществление этой программируемой электрической схемой способа согласно второму аспекту настоящего изобретения.
Признаки, описанные в отношении одного аспекта, могут быть в равной степени применены к другим аспектам настоящего изобретения. Предпочтительные признаки могут сочетаться с другими предпочтительными признаками. Это применимо также к тем признакам, описанным в отношении генерирующей аэрозоль системы согласно настоящему изобретению, которые могут быть применимы к способу согласно настоящему изобретению. Признаки, описанные применительно к способу согласно настоящему изобретению, могут быть также применимы к генерирующей аэрозоль системе согласно настоящему изобретению.
Настоящее изобретение будет далее описано лишь на примерах, со ссылками на сопроводительные графические материалы, на которых:
на фиг. 1 изображен график, показывающий активации катушки в ответ на запросы генерирования аэрозоля от пользователя, а также показывающий самоактивации катушки в зависимости от времени, согласно первому варианту осуществления;
на фиг. 2 изображен график, показывающий активации катушки в ответ на запросы генерирования аэрозоля от пользователя, а также показаны самоактивации катушки в зависимости от времени, согласно второму варианту осуществления;
на фиг. 3 изображен график, показывающий пять медиан температурных профилей нагревательного элемента во время множества затяжек на электрической генерирующей аэрозоль системе; и
на фиг. 4 показан один пример электрической генерирующей аэрозоль системы согласно, имеющей часть для хранения жидкости.
На фиг. 1 показаны активации катушки в зависимости от времени согласно первому варианту осуществления генерирующей аэрозоль системы, содержащей нагревательную катушку и фитиль, транспортирующий жидкий образующий аэрозоль субстрат из части для хранения жидкости к электрическому нагревателю. Данный график показывает моменты времени и продолжительность отдельных активаций катушки. Катушка способна активироваться либо в ответ на запрос генерирования аэрозоля от пользователя, например в результате осуществления затяжки, либо в результате самоактивации электрического нагревателя в период неактивности электрического нагревателя. Активация 10А катушки представляет собой первую активацию электрического нагревателя в результате первой серии затяжек. Активация 10В катушки представляет первую затяжку второй серии затяжек, осуществляемой после перерыва. Перерыв был достаточно коротким для того, чтобы самоактивация не происходила между первой и второй сериями затяжек, инициированными в результате активаций 10А и 10В катушки. После второй серии затяжек следует перерыв, который является достаточно продолжительным для самоактивации 20А катушки. Через некоторое время пользователь снова использует генерирующую аэрозоль систему и переходит к третьей серии затяжек, начинающейся с активации 1C катушки. Снова следует перерыв, который является достаточно продолжительным для самоактивации 20В катушки.
График на фиг. 1 показывает, что самоактивации электрического нагревателя происходят лишь тогда, когда пользователь не затягивается на генерирующей аэрозоль системе в течение заданного времени. Предпочтительно временной интервал выбирается таким образом, чтобы катушка охладилась и капиллярное распространение жидкости достигло равновесия. Самоактивации электрического нагревателя имеют намного более короткую длительность, чем активации электрического нагревателя, осуществляемые пользователем. Самоактивации происходят по истечении определенного периода неактивности, после активационной сессии, осуществленной пользователем. Следовательно, редкие самоактивации не оказывают значительного влияния на срок службы батареи, если источник питания представляет собой батарею.
На фиг. 2 показаны активации катушки в зависимости от времени согласно второму варианту осуществления генерирующей аэрозоль системы, содержащей нагревательную катушку и фитиль, транспортирующий жидкий образующий аэрозоль субстрат из части для хранения жидкости к электрическому нагревателю. После серии из шести затяжек, которые были инициированы в результате первой активации 30 катушки, следует перерыв, который является достаточно продолжительным для того, чтобы впервые произошла самоактивация 40А электрического нагревателя В ходе осуществления самоактивации электрического нагревателя определяется степень израсходования жидкого образующего аэрозоль субстрата. С целью подтверждения определенного израсходования, инициируется вторая самоактивация 40В электрического нагревателя для повторного определения израсходования. В данном примере разность между второй определенной величиной и первой определенной величиной составляет меньше порога погрешности измерения, так что результат подтвержден.
Такой подход повышает достоверность измерений и особенно полезен, когда определяется, израсходован ли жидкий образующий аэрозоль субстрат, и больше не требуется использование картриджа, содержащего часть для хранения жидкости. При таких условиях электрическая схема генерирующей аэрозоль системы обеспечивает возможность запрета дальнейшего использования генерирующей аэрозоль системы. Перед тем, как запретить дальнейшее использование, предпочтительно подтвердить определенное количество посредством второго измерения, спустя короткое время после первого измерения, для предотвращения ошибочной деактивации генерирующей аэрозоль системы из-за однократного ошибочного определения пустого картриджа.
На фиг. 3 изображен график, показывающий пять медиан температурных профилей, измеренных во время множества затяжек на генерирующей аэрозоль системе, когда электрический нагреватель активирован в ответ на запрос генерирования аэрозоля от пользователя. Температура Т нагревательного элемента отложена по оси y, а время затяжек отложено по оси x. Кривая 201 представляет собой медиану первой группы затяжек, и длительность каждой затяжки составляет 2 секунды. Аналогичным образом, кривая 203 представляет собой медиану второй группы затяжек, кривая 205 представляет собой медиану третьей группы затяжек, кривая 207 представляет собой медиану четвертой группы затяжек, и кривая 208 представляет собой медиану пятой группы затяжек. На каждой кривой вертикальные столбики (например, обозначенные через 209) показывают среднеквадратическое отклонение вокруг медианы при указанных температурах. Таким образом, показано изменение измеренной температуры в течение срока службы части для хранения жидкости. Такое поведение наблюдалось и было подтверждено для всех испаренных жидких составов и для всех использованных уровней мощности.
Как можно видеть на фиг. 3, температурная реакция нагревательного элемента достаточно стабильна в пределах кривых 201, 203 и 205. Иначе говоря, среднеквадратическое отклонение вокруг медианы для первых трех групп затяжек достаточно мало. В пределах кривой 207 отмечены два эффекта. Во-первых, среднеквадратическое отклонение вокруг медианы для третьей группы затяжек больше. Во-вторых, температура нагревательного элемента во время каждой затяжки значительно повышалась. Эти два эффекта показывают, что часть для хранения жидкости пустеет.
В пределах кривой 208 среднеквадратическое отклонение вокруг медианы для пятой группы затяжек снова составляет меньше. Иначе говоря, температурный диапазон в пределах затяжек является достаточно стабильным. Тем не менее, температура нагревательного элемента во время каждой затяжки дополнительно повышается. Это показывает, что часть для хранения жидкости является по существу пустой.
Повышение температуры на кривой 207, по сравнению с кривой 205, особенно заметно по истечении приблизительно 0,4 секунды затяжки (показано точечной линией 211). Следовательно, обеспечивается возможность точного определения того факта, что количество жидкости в части для хранения жидкости снизилось до порога, на основе уровня температуры нагревательного элемента по истечении 0,4 секунды времени затяжки.
Эмпирические данные для конкретных конструкций образующего аэрозоль субстрата и для конкретной конструкции системы могут быть сохранены в памяти электрической схемы. Указанные эмпирические данные могут связывать температуру нагревательного элемента в конкретный момент затяжки или цикла нагрева во время работы при заданной мощности с количеством жидкости, остающейся в части для хранения жидкости. Указанные эмпирические данные могут затем использоваться для определения количества остающейся жидкости, и они могут использоваться для обеспечения сигнализации пользователю о том, что, согласно оценке, остающееся количество затяжек меньше заданного количества.
Таким образом, фиг. 3 показывает, что имеет место выраженное повышение температуры нагревательного элемента, когда часть для хранения жидкости пустеет. Это особенно очевидно по истечении 0,4 секунд затяжки. Данное повышение температуры может использоваться для определения того факта, что часть для хранения жидкости пуста или по существу пуста.
На фиг. 3 можно также видеть, что наклон температурного профиля в промежутке от 0 секунд до 0,2 секунды увеличивается, когда часть для хранения жидкости пустеет. Таким образом, путем измерения скорости повышения температуры в течение первоначального времени затяжки в пределах срока службы части для хранения жидкости обеспечивается возможность получения альтернативных или дополнительных для определения количества остающейся жидкости в части для хранения жидкости.
Как следует из указанных результатов, обеспечена возможность того, чтобы продолжительность самоактивации электрического нагревателя, осуществляемой в течение периода неактивности электрического нагревателя, была короче, чем продолжительность активации электрического нагревателя во время затяжки. При определении величины израсходования во время самоактивации электрического нагревателя, обеспечивается возможность более быстрого контроля изменения уровня температуры и таким образом снижается риск ухудшения свойств аэрозоля.
На фиг. 4 показан один пример генерирующей аэрозоль системы, имеющей часть для хранения жидкости. Система по фиг. 4 представляет собой курительную систему. Курительная система 100 по фиг. 4 содержит корпус 101, имеющий мундштучный конец 103 и конец 105 корпуса. На конце корпуса размещен электрический источник питания в виде батареи 107 и электрической схемы 109. Вместе с электрической схемой 109 размещена также система 111 обнаружения затяжек. На мундштучном конце размещена часть для хранения жидкости в виде картриджа 113, заключающего в себе жидкий образующий аэрозоль субстрат 115, капиллярный фитиль 117 и электрический нагреватель 119. Следует иметь в виду, что нагреватель показан на фиг. 4 лишь схематично. В примере варианта осуществления, показанном на фиг. 4, один конец капиллярного фитиля 117 проходит внутрь картриджа 113, а другой конец капиллярного фитиля 117 окружен электрическим нагревателем 119. Электрический нагреватель 119 соединен с электрической схемой посредством соединений 121, которые могут проходить вдоль внешней стороны картриджа 113 (не показаны на фиг. 4). Корпус 101 содержит также впускное отверстие 23 для воздуха, выпускное отверстие 125 для воздуха на мундштучном конце и камеру 127 для образования аэрозоля.
При использовании работа происходит следующим образом. Жидкий образующий аэрозоль субстрат 115 транспортируется за счет капиллярного действия из картриджа 113 от конца фитиля 117, который проходит внутрь картриджа, к другому концу фитиля, который окружен нагревателем 119. Когда пользователь осуществляет затяжку на генерирующей аэрозоль системе через выпускное отверстие 125 для воздуха, окружающий воздух втягивается через впускное отверстие 123 для воздуха. В компоновке, показанной на фиг. 4, система 111 обнаружения затяжек обнаруживает затяжку и активирует нагреватель 119. Батарея 107 подает электроэнергию на нагреватель 119 для нагрева конца фитиля 117, окруженного нагревателем. Жидкость на этом конце фитиля 117 испаряется нагревателем 119 для создания перенасыщенного пара. Одновременно с этим, испаренный жидкий образующий аэрозоль субстрат замещается новой жидкостью, движущейся по фитилю 117 за счет капиллярного действия. (Иногда это именуется «насосным действием».) Образовавшийся перенасыщенный пар смешивается с потоком воздуха из впускного отверстия 123 для воздуха и переносится этим потоком. В камере 127 для образования аэрозоля пар конденсируется с образованием вдыхаемого аэрозоля, который переносится к выпускному отверстию 125 и в рот пользователя.
В варианте осуществления, показанном на фиг. 4, электрическая схема 109 управления и система 111 обнаружения затяжек предпочтительно являются программируемыми. Электрическая схема 109 и система 111 обнаружения затяжек используются для управления работой генерирующей аэрозоль системы. Это способствует регулированию размера частиц в аэрозоле.
На фиг. 4 показан один пример генерирующей аэрозоль системы согласно настоящему изобретению. Тем не менее, возможно множество других примеров. Кроме того, следует иметь в виду, что фиг. 4 является по сути схематичным. В частности, компоненты показаны не в масштабе, как по отдельности, так и по отношению друг к другу. В генерирующей аэрозоль системе требуется включение или размещение жидкого образующего аэрозоль субстрата в части для хранения жидкости. В генерирующей аэрозоль системе требуется определенный тип нагревателя, имеющий по меньшей мере один нагревательный элемент для нагрева жидкого образующего аэрозоль субстрата. И наконец, в генерирующей аэрозоль системе требуется электрическая схема для самоактивации электрического нагревателя в определенный момент времени на время самоактивации в пределах периода неактивности электрического нагревателя с целью определения израсходования жидкого образующего аэрозоль субстрата в части для хранения жидкости. Например, система не обязательно представляет собой курительную систему. Наличие системы обнаружения затяжек не является обязательным. Вместо этого система может приводиться в действие путем ручной активации, например путем воздействия пользователя на переключатель при осуществлении затяжки. Например, могут быть изменены внешняя форма и размер корпуса. Кроме того, система может не иметь капиллярного фитиля. В этом случае система может содержать другой механизм доставки жидкости для испарения.
Вышеописанные примеры вариантов осуществления являются иллюстративными, а не ограничивающими. В свете вышеописанных примеров вариантов осуществления специалисту с обычной квалификацией в данной области техники будут теперь понятны и другие варианты осуществления, соответствующие вышеописанным примерам вариантов осуществления.
1. Электрическая генерирующая аэрозоль система для размещения образующего аэрозоль субстрата, содержащая:
часть для хранения жидкости, предназначенную для хранения жидкого образующего аэрозоль субстрата;
электрический нагреватель, содержащий по меньшей мере один нагревательный элемент для нагрева жидкого образующего аэрозоль субстрата;
электрическую схему, выполненную с возможностью самоактивации электрического нагревателя в определенный момент времени на время самоактивации в пределах периода неактивности электрического нагревателя с целью определения израсходования жидкого образующего аэрозоль субстрата на основе соотношения между мощностью, подаваемой на нагревательный элемент, и результирующим изменением температуры нагревательного элемента.
2. Электрическая генерирующая аэрозоль система по п. 1, в которой электрическая схема дополнительно выполнена с возможностью активации электрического нагревателя в течение конкретного времени активации в ответ на запрос генерирования аэрозоля.
3. Электрическая генерирующая аэрозоль система по п. 2, в которой продолжительность самоактивации электрического нагревателя составляет меньше, чем продолжительность активации электрического нагревателя для генерирования аэрозоля.
4. Электрическая генерирующая аэрозоль система по любому из пп. 1-3, в которой электрическая схема выполнена с возможностью самоактивации электрического нагревателя только при выполнении одного или более предварительных условий самоактивации.
5. Электрическая генерирующая аэрозоль система по п. 4, в которой одно из указанных одного или более предварительных условий самоактивации состоит в заданной продолжительности неактивного состояния электрического нагревателя, или
одно из указанных одного или более предварительных условий самоактивации состоит в заданном количестве запрошенных активаций электрического нагревателя для генерирования аэрозоля, или
одно из указанных одного или более предварительных условий самоактивации возникает, когда температура электрического нагревателя имеет значение ниже минимального порога температуры после запрошенной активации электрического нагревателя для генерирования аэрозоля, или
одно из указанных одного или более предварительных условий самоактивации возникает, когда концентрация жидкого образующего аэрозоль субстрата на нагревательном элементе достигла максимальной величины после запрошенной активации электрического нагревателя для генерирования аэрозоля.
6. Электрическая генерирующая аэрозоль система по любому из пп. 1-5, в которой электрическая схема выполнена с возможностью самоактивации электрического нагревателя по меньшей мере еще один раз подряд с целью подтверждения израсходования жидкого образующего аэрозоль субстрата, которое было определено при предыдущем измерении.
7. Электрическая генерирующая аэрозоль система по любому из пп. 1-6, в которой электрическая схема выполнена с возможностью оценки количества жидкого образующего аэрозоль субстрата в части для хранения жидкости на основе определенного израсходования.
8. Электрическая генерирующая аэрозоль система по любому из пп. 1-7, в которой электрическая схема выполнена с возможностью самоактивации электрического нагревателя тем чаще, чем больше уменьшается определенное количество жидкого образующего аэрозоль субстрата, хранящегося в части для хранения жидкости.
9. Электрическая генерирующая аэрозоль система по любому из пп. 1-8, в которой электрическая схема выполнена с возможностью игнорирования запросов генерирования аэрозоля в случае определения того факта, что объем жидкого образующего аэрозоль субстрата, хранящегося в части для хранения жидкости, составляет меньше минимального порогового объема, предотвращая таким образом активацию электрического нагревателя.
10. Электрическая генерирующая аэрозоль система по любому из пп. 1-9, дополнительно содержащая датчик температуры для измерения температуры указанного по меньшей мере одного нагревательного элемента, причем указанная электрическая схема выполнена с возможностью отслеживания температуры указанного по меньшей мере одного нагревательного элемента, измеряемой указанным датчиком температуры, и определения израсходования жидкого образующего аэрозоль субстрата, нагреваемого нагревателем, на основе температуры, измеряемой указанным датчиком температуры.
11. Электрическая генерирующая аэрозоль система по любому из пп. 1-10, в которой электрическая схема выполнена с возможностью измерения электрического сопротивления указанного по меньшей мере одного нагревательного элемента для определения температуры нагревательного элемента на основе измеренного электрического сопротивления.
12. Электрическая генерирующая аэрозоль система по п. 11, в которой электрическая схема выполнена с возможностью измерения электрического сопротивления указанного по меньшей мере одного нагревательного элемента путем измерения тока через указанный по меньшей мере один нагревательный элемент и напряжения на указанном по меньшей мере одном нагревательном элементе и определения электрического сопротивления указанного по меньшей мере одного нагревательного элемента на основе измеренных тока и напряжения.
13. Способ, включающий в себя этапы, на которых:
обеспечивают электрическую генерирующую аэрозоль систему, содержащую часть для хранения жидкого образующего аэрозоль субстрата и электрический нагреватель, содержащий по меньшей мере один нагревательный элемент для нагрева жидкого образующего аэрозоль субстрата;
осуществляют самоактивацию электрического нагревателя в определенный момент времени на время самоактивации в пределах периода неактивности электрического нагревателя; и
определяют израсходование жидкого образующего аэрозоль субстрата, нагреваемого электрическим нагревателем, на основе соотношения между мощностью, подаваемой на нагревательный элемент, и результирующим изменением температуры нагревательного элемента.
14. Электрическая схема для электрической генерирующей аэрозоль системы, выполненная с возможностью осуществления способа по п. 13.
15. Машиночитаемый носитель записи, содержащий хранящуюся на нем компьютерную программу, которая при ее выполнении в программируемой электрической схеме для электрической генерирующей аэрозоль системы инициирует осуществление этой программируемой электрической схемой способа согласно п. 13.
