Определение собранного состояния устройства доставки аэрозоля на основании нагрузки - RU2705631C2
Код документа: RU2705631C2
Чертежи
Описание
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к устройствам доставки, или подачи, аэрозоля, таким как курительные изделия, и, в частности, к устройствам доставки аэрозоля, которые могут использовать получаемое электрически тепло для выработки аэрозоля (например, курительные изделия, которые принято называть электронными сигаретами). Курительные изделия могут быть выполнены с возможностью нагрева предшественника аэрозоля, который может содержать материалы, изготовленные или полученные из табака, или иным образом содержать табак, при этом предшественник способен образовывать пригодное для вдыхания вещество для потребления человеком.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
На протяжении многих лет было предложено множество курительных устройств в качестве усовершенствования курительных продуктов или альтернатив курительным продуктам, которые требуют сжигания табака для своего использования. Многие из таких устройств специально выполнены для обеспечения ощущений, связанных с курением сигареты, сигары или трубки, но без передачи в значительном количестве продуктов неполного сгорания и пиролиза, образуемых в результате горения табака. С этой целью были предложены многочисленные курительные продукты, генераторы аромата и медицинские ингаляторы, которые используют электроэнергию для испарения или нагревания летучего вещества или пытаются обеспечить ощущения курения сигареты, сигары или трубки без сжигания табака в значительной степени. См., например, различные известные альтернативные курительные изделия, устройства доставки аэрозоля и тепловырабатывающие источники описаны в патенте США №7726320 (Robinson и др.), публикациях патентных заявок США №2013/0255702 (Griffith Jr. и др.) и №2014/0096781 (Sears и др.), которые полностью включены в настоящую заявку посредством ссылки. Кроме того, например, различные типы курительных изделий, устройств доставки аэрозоля и электрических тепловырабатывающих источников, на которые дана ссылка по торговой марке или коммерческому обозначению, представлены в патентной заявке США №14/170,838, (Bless и др.), поданной 3 февраля 2014 г., которая полностью включена в настоящую заявку посредством ссылки. Кроме того, другие типы курительных изделий предложены в патентах США №5505214 (Collins и др.), №5894841 (Voges), №6772756 (Shayan), публикациях патентных заявок США №2006/0196518 (Hon) и №2007/0267031 (Hon), которые полностью включены в настоящую заявку посредством ссылки. Одним примером популярного типа так называемых электронных сигарет являются имеющиеся в продаже электронные сигареты торговой марки VUSE™ компании RJ Reynolds Vapor Company.
Было бы желательно создать курительное изделие, использующее тепло, вырабатываемое электрической энергией, для обеспечения ощущений курения сигареты, сигары или трубки без сжигания или пиролиза табака в какой-либо существенной степени, без необходимости сжигания источника тепла и без необходимой доставки значительного количества продуктов неполного сгорания и пиролиза. Кроме того, было бы желательно обеспечить преимущества, касающиеся изготовления электронных курительных изделий.
РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение относится к устройствам доставки аэрозоля, способам изготовления таких устройств и элементам этих устройств. Настоящее изобретение включает, без ограничений, следующие примерные варианты осуществления.
Примерный вариант осуществления изобретения 1: Управляющий корпус, выполненный с возможностью соединения с картриджем, оснащенным нагревательным элементом и содержащим композицию предшественника аэрозоля, причем управляющий корпус выполнен с возможностью соединения с картриджем для формирования устройства доставки аэрозоля, в котором нагревательный элемент выполнен с возможностью активации и испарения компонентов композиции предшественника аэрозоля, и при этом управляющий корпус содержит первый положительный проводник, выполненный с возможностью соединения с источником электропитания; второй положительный проводник, выполненный с возможностью соединения с нагревательным элементом; последовательно включенный подтягивающий резистор и переключатель, подключенные к первому положительному проводнику и второму положительному проводнику и между ними, причем переключатель подключен к подтягивающему резистору и второму положительному проводнику и между ними; и микропроцессор, выполненный с возможностью управления работой переключателя в замкнутом состоянии в режиме ожидания, в котором подтягивающий резистор выполнен с возможностью обеспечения высокого логического уровня напряжения на втором положительном проводнике, когда управляющий корпус отсоединен от картриджа, и в котором нагревательный элемент не снабжается энергией и обеспечивает низкий логический уровень напряжения на втором положительном проводнике, когда управляющий корпус соединен с картриджем, причем микропроцессор выполнен с возможностью измерения напряжения на втором положительном проводнике и возможностью управления работой по меньшей мере одного функционального элемента устройства доставки аэрозоля на основании этого.
Примерный вариант осуществления изобретения 2: Управляющий корпус в соответствии с предшествующим или любым последующим примерным вариантом осуществления или любым их сочетанием, в котором выполнение микропроцессора с возможностью управления работой по меньшей мере одного функционального элемента включает выполнение микропроцессора с возможностью управления работой по меньшей мере одного функционального элемента при соединении управляющего корпуса с картриджем, что обеспечивает снижение напряжения на втором положительном проводнике с высокого логического уровня до низкого логического уровня.
Примерный вариант осуществления изобретения 3: Управляющий корпус в соответствии с любым предшествующим или любым последующим примерным вариантом осуществления или любым их сочетанием, в котором выполнение микропроцессора с возможностью управления работой по меньшей мере одного функционального элемента включает выполнение микропроцессора с возможностью управления работой по меньшей мере одного функционального элемента при отсоединении управляющего корпуса от картриджа, что обеспечивает повышение напряжения на втором положительном проводнике с низкого логического уровня до высокого логического уровня.
Примерный вариант осуществления изобретения 4: Управляющий корпус в соответствии с любым предшествующим или любым последующим примерным вариантом осуществления или любым их сочетанием, в котором выполнение микропроцессора с возможностью управления работой по меньшей мере одного функционального элемента включает выполнение микропроцессора с возможностью управления работой по меньшей мере одного визуального, звукового или тактильного индикатора.
Примерный вариант осуществления изобретения 5: Управляющий корпус в соответствии с любым предшествующим или любым последующим примерным вариантом осуществления или любым их сочетанием, дополнительно содержащий делитель напряжения, подключенный ко второму положительному проводнику и микропроцессору и между ними и связанный с землей, от которого микропроцессор может измерять напряжение на втором положительном проводнике.
Примерный вариант осуществления изобретения 6: Управляющий корпус в соответствии с любым предшествующим или любым последующим примерным вариантом осуществления или любым их сочетанием, дополнительно содержащий второй переключатель, подключенный к делителю напряжения и земле и между ними, причем микропроцессор выполнен с возможностью управления работой второго переключателя в разомкнутом состоянии в режиме ожидания.
Примерный вариант осуществления изобретения 7: Управляющий корпус в соответствии с любым предшествующим или любым последующим примерным вариантом осуществления или любым их сочетанием, в котором делитель напряжения содержит вывод, который соединен с микропроцессором и от которого микропроцессор может измерять напряжение на втором положительном проводнике, причем управляющий корпус дополнительно содержит конденсатор, подключенный к выводу и земле и между ними.
Примерный вариант осуществления изобретения 8: Управляющий корпус в соответствии с любым предшествующим или любым последующим примерным вариантом осуществления или любым их сочетанием, в котором микропроцессор, кроме того, выполнен с возможностью управления работой переключателя в разомкнутом состоянии в активном режиме, в котором управляющий корпус соединен с картриджем, микропроцессор выполнен с возможностью направления электропитания к нагревательному элементу для активации и испарения компонентов композиции предшественника аэрозоля, и в котором напряжение на втором положительном проводнике соответствует положительному напряжению нагревательного элемента, причем в активном режиме микропроцессор выполнен с возможностью измерения положительного напряжения нагревательного элемента и управления электропитанием, направляемым к нагревательному элементу, на основании этого.
Примерный вариант осуществления изобретения 9: Управляющий корпус в соответствии с любым предшествующим или любым последующим примерным вариантом осуществления или любым их сочетанием, дополнительно содержащий делитель напряжения, подключенный ко второму положительному проводнику и микропроцессору между ними и связанный с землей, от которого микропроцессор может измерять положительное напряжение нагревательного элемента; и второй переключатель, подключенный к делителю напряжения и земле между ними, причем микропроцессор выполнен с возможностью управления работой второго переключателя в замкнутом состоянии в активном режиме.
Примерный вариант осуществления изобретения 10: Управляющий корпус в соответствии с любым предшествующим или любым последующим примерным вариантом осуществления или любым их сочетанием, в котором выполнение микропроцессора с возможностью направления электропитания к нагревательному элементу и возможностью управления электропитанием, направляемым к нагревательному элементу включает выполнение микропроцессора с возможностью осуществления по меньшей мере следующего: направления электропитания от источника питания для включения нагревательного элемента и соразмерного инициирования периода времени нагрева; и на периодической основе до истечения периода времени нагрева, определения, скользящего окна измерений мгновенной эффективной мощности, подаваемой к нагревательному элементу, причем каждое измерение окна измерений определяется как произведение положительного напряжения нагревательного элемента на силу тока, проходящего через нагревательный элемент; вычисления простого скользящего среднего мощности, подаваемой к нагревательному элементу, на основании скользящего окна измерений мгновенной эффективной мощности; сравнения простого скользящего среднего мощности с выбранным заданным значением мощности, связанным с источником электропитания; и регулировки электропитания, направляемого к нагревательному элементу, с тем чтобы выключать или включать нагревательный элемент на периодической основе каждый раз, когда простое скользящее среднее мощности относительно выше или ниже выбранного заданного значения мощности.
Примерный вариант осуществления изобретения 11: Способ управления управляющим корпусом, выполненным с возможностью соединения с картриджем, оснащенным нагревательным элементом и содержащим композицию предшественника аэрозоля, причем управляющий корпус выполнен с возможностью соединения с картриджем для формирования устройства доставки аэрозоля, в котором нагревательный элемент выполнен с возможностью активации и испарения компонентов композиции предшественника аэрозоля, и при этом управляющий корпус содержит первый положительный проводник, выполненный с возможностью соединения с источником электропитания; второй положительный проводник, выполненный с возможностью соединения с нагревательным элементом; и последовательно включенный подтягивающий резистор и переключатель, подключенные к первому положительному проводнику и второму положительному проводнику и между ними, причем переключатель подключен к подтягивающему резистору и второму положительному проводнику и между ними; а способ включает управление переключателем в замкнутом состоянии в режиме ожидания, в котором подтягивающий резистор выполнен с возможностью обеспечения высокого логического уровня напряжения на втором положительном проводнике, когда управляющий корпус отсоединен от картриджа, и в котором нагревательный элемент не снабжается энергией и обеспечивает низкий логический уровень напряжения на втором положительном проводнике, когда управляющий корпус соединен с картриджем; измерение напряжения на втором положительном проводнике и управление работой по меньшей мере одного функционального элемента устройства доставки аэрозоля на основании напряжения, измеренного на втором положительном проводнике.
Примерный вариант осуществления изобретения 12: Способ в соответствии с предшествующим или любым последующим примерным вариантом осуществления или любым их сочетанием, в котором управление работой по меньшей мере одного функционального элемента включает управление работой по меньшей мере одного функционального элемента при соединении управляющего корпуса с картриджем, что обеспечивает снижение напряжения на втором положительном проводнике с высокого логического уровня до низкого логического уровня.
Примерный вариант осуществления изобретения 13: Способ в соответствии с любым предшествующим или любым последующим примерным вариантом осуществления или любым их сочетанием, в котором управление работой по меньшей мере одного функционального элемента включает управление работой по меньшей мере одного функционального элемента при отсоединении управляющего корпуса от картриджа, что обеспечивает повышение напряжения на втором положительном проводнике с низкого логического уровня до высокого логического уровня.
Примерный вариант осуществления изобретения 14: Способ в соответствии с любым предшествующим или любым последующим примерным вариантом осуществления или любым их сочетанием, в котором управление работой по меньшей мере одного функционального элемента, включает управление работой по меньшей мере одного светового, звукового или тактильного индикатора.
Примерный вариант осуществления изобретения 15: Способ в соответствии с любым предшествующим или любым последующим примерным вариантом осуществления или любым их сочетанием, в котором управляющий корпус дополнительно содержит делитель напряжения, подключенный ко второму положительному проводнику и связанный с землей, и в котором измерение напряжения на втором положительном проводнике включает измерение напряжения от делителя напряжения.
Примерный вариант осуществления изобретения 16: Способ в соответствии с любым предшествующим или любым последующим примерным вариантом осуществления или любым их сочетанием, в котором управляющий корпус дополнительно содержит второй переключатель, подключенный к делителю напряжения и земле и между ними, причем способ дополнительно включает управление вторым переключателем в разомкнутом состоянии в режиме ожидания.
Примерный вариант осуществления изобретения 17: Способ в соответствии с любым предшествующим или любым последующим примерным вариантом осуществления или любым их сочетанием, в котором делитель напряжения содержит вывод, а управляющий корпус дополнительно содержит конденсатор, подключенный к выводу и земле и между ними, и в котором измерение напряжения на втором положительном проводнике включает измерение напряжения от вывода делителя напряжения.
Примерный вариант осуществления изобретения 18: Способ в соответствии с любым предшествующим или любым последующим примерным вариантом осуществления или любым их сочетанием, дополнительно включающий управление переключателем в разомкнутом состоянии в активном режиме, в котором управляющий корпус соединен с картриджем; причем способ дополнительно включает направление электропитания к нагревательному элементу для активации и испарения компонентов композиции предшественника аэрозоля, где напряжение на втором положительном проводнике соответствует положительному напряжению нагревательного элемента; измерение положительного напряжения нагревательного элемента и управление электропитанием, направляемым к нагревательному элементу, на основании этого.
Примерный вариант осуществления изобретения 19: Способ в соответствии с любым предшествующим или любым последующим примерным вариантом осуществления или любым их сочетанием, в котором управляющий корпус дополнительно содержит делитель напряжения, подключенный ко второму положительному проводнику и связанный с землей, и второй переключатель, подключенный к делителю напряжения и земле и между ними, причем измерение положительного напряжения нагревательного элемента включает измерение положительного напряжения нагревательного элемента от делителя напряжения, при этом способ дополнительно включает управление вторым переключателем в замкнутом состоянии в активном режиме.
Примерный вариант осуществления изобретения 20: Способ в соответствии с любым предшествующим или любым последующим примерным вариантом осуществления или любым их сочетанием, в котором направление электропитания к нагревательному элементу и управление электропитанием, направляемым к нагревательному элементу, включает осуществление по меньшей мере следующего: направления электропитания от источника питания для включения нагревательного элемента и соразмерного инициирования периода времени нагрева; и на периодической основе до истечения периода времени нагрева, определения скользящего окна измерений мгновенной эффективной мощности, подаваемой к нагревательному элементу, причем каждое измерение окна измерений определяется как произведение положительного напряжения нагревательного элемента на силу тока, проходящего через нагревательный элемент; вычисления простого скользящего среднего мощности, подаваемой к нагревательному элементу, на основании скользящего окна измерений мгновенной эффективной мощности; сравнения простого скользящего среднего мощности с выбранным заданным значением мощности, связанным с источником электропитания; и регулировки электропитания, направляемого к нагревательному элементу, с тем чтобы выключать или включать нагревательный элемент на периодической основе каждый раз, когда простое скользящее среднее мощности относительно выше или ниже выбранного заданного значения мощности.
Эти и другие признаки, аспекты и преимущества настоящего изобретения станут очевидными после прочтения нижеследующего подробного описания вместе с сопроводительными чертежами, которые кратко описаны ниже. Настоящее изобретение включает любую комбинацию двух, трех, четырех или более признаков или элементов, сформулированных в данном описании изобретения, независимо от того, скомбинированы ли такие признаки или элементы в явной форме либо иным образом изложены в конкретном примерном варианте осуществления, описанном в настоящей заявке. Настоящее описание предназначено для прочтения, принимая во внимание все элементы таким образом, что любые отдельные признаки или элементы описанного изобретения в любом из его различных аспектов и примерных вариантов осуществления должны считаться комбинируемыми, если контекст изобретения явно не указывает иное.
Таким образом, следует отметить, что данное раскрытие сущности изобретения представлено лишь в целях краткого изложения некоторых примерных вариантов осуществления изобретения с тем, чтобы обеспечить базовое понимание некоторых аспектов настоящего изобретения. Соответственно, следует понимать, что вышеописанные примерные варианты осуществления изобретения являются лишь примерами и не должны толковаться как ограничивающие каким-либо образом объем или сущность изобретения. Другие примерные варианты осуществления изобретения, аспекты и преимущества станут очевидны из нижеследующего подробного описания вкупе с сопроводительными чертежами, которые изображают в качестве примера принципы некоторых описанных примерных вариантов осуществления.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖА(-ЕЙ)
После описания таким образом настоящего изобретения с использованием вышеизложенных общих терминов далее ссылка будет сделана на сопроводительные чертежи, которые необязательно изображены с соблюдением масштаба, и на которых:
Фиг. 1 изображает вид сбоку устройства доставки аэрозоля, содержащего картридж, соединенный с управляющим корпусом, в соответствии с примерным вариантом осуществления настоящего изобретения;
Фиг. 2 изображает частичный разрез устройства доставки аэрозоля в соответствии с различными примерными вариантами осуществления;
Фиг. 3-7 изображают различные элементы управляющего корпуса и картриджа устройства доставки аэрозоля в соответствии с различными примерными вариантами осуществления; и
Фиг. 8 изображает различные операции способа управления управляющим корпусом, выполненным с возможностью соединения с картриджем, в соответствии с примерными вариантами осуществления изобретения.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Далее приведено более подробное описание настоящего изобретения со ссылкой на примерные варианты его осуществления.
Эти примерные варианты осуществления описаны таким образом, что настоящее изобретение представлено всесторонне и в завершенном виде с полным раскрытием его объема для специалистов в данной области техники. Следует отметить, что настоящее изобретение может быть реализовано в различных формах и не должно рассматриваться как ограниченное вариантами осуществления, описанными в настоящей заявке; точнее, эти варианты осуществления представлены таким образом, что настоящее изобретение удовлетворяет соответствующим требованиям законодательства. Используемые в описании и в приложенной формуле изобретения формы единственного числа включают формы множественного числа, если контекст явно не диктует иное.
Как описано далее, примерные варианты осуществления настоящего изобретения относятся к системам доставки аэрозоля. Системы доставки аэрозоля в соответствии с настоящим изобретением используют электроэнергию для нагревания материала (предпочтительно без сжигания материала в какой-либо существенной степени) для формирования ингалируемого вещества; и компоненты таких систем имеют форму изделий, которые наиболее предпочтительно являются достаточно компактными, чтобы считаться портативными устройствами. Иными словами, использование компонентов предпочтительных систем доставки аэрозоля не приводит к выработке дыма в том смысле, что аэрозоль не происходит из побочных продуктов сгорания или пиролиза табака, а скорее использование указанных предпочтительных систем приводит к выработке паров, образующихся за счет испарения или парообразования некоторых содержащихся в них компонентов. В некоторых примерных вариантах осуществления компоненты систем доставки аэрозоля могут быть охарактеризованы как электронные сигареты, которые в наиболее предпочтительных вариантах осуществления изобретения содержат табак и/или компоненты, полученные из табака, и, следовательно, подают полученные из табака компоненты в виде аэрозоля.
Генерирующие аэрозоль изделия определенных предпочтительных систем доставки аэрозоля могут обеспечивать многие из ощущений (например, ритуалы вдыхания и выдыхания, виды вкусов или ароматов, органолептические эффекты, физическое ощущение, ритуалы использования, визуальные признаки, такие как созданные видимым аэрозолем и т.п.) курения сигареты, сигары или трубки, которые используют, поджигая и сжигая табак (и, следовательно, вдыхая табачный дым), фактически без сгорания в какой-либо существенной степени любого компонента этих изделий или систем. Например, пользователь генерирующего аэрозоль изделия в соответствии с настоящим изобретением может держать и использовать данное изделие аналогично тому, как курильщик использует традиционный тип курительного изделия, затягиваться с одного конца указанного курительного изделия для вдыхания аэрозоля, вырабатываемого этим изделием, делать затяжки с выбранными интервалами времени и т.п.
Системы доставки аэрозоля в соответствии с настоящим изобретением также могут быть охарактеризованы как парообразующие изделия или изделия доставки лекарственного препарата. Таким образом, такие изделия или устройства могут быть приспособлены для подачи одного или большего количества веществ (например, вкусоароматических добавок и/или фармацевтических активных ингредиентов) в ингаляционной форме или состоянии. Например, пригодные для вдыхания вещества по существу могут находиться в форме пара (т.е. вещество, находящееся в газообразной фазе при температуре, которая ниже, чем ее критическая точка). В альтернативном варианте осуществления изобретения пригодные для вдыхания вещества могут находиться в форме аэрозоля (т.е. взвеси тонкодисперсных твердых частиц или жидких капель в газе). В целях простоты используемый в настоящей заявке термин "аэрозоль" обозначает пары, газы и аэрозоли той формы или типа, которые подходят для вдыхания человеком, независимо от того, являются ли они видимыми и имеют ли они форму, которая может считаться похожей на дым.
Предложенные системы доставки аэрозоля обычно содержат ряд компонентов, выполненных внутри наружного корпуса или оболочки, которые могут называться корпусом. Общая конструкция наружного корпуса или оболочки может варьироваться, и конфигурация наружного корпуса, которая может задавать общий размер и форму устройства доставки аэрозоля, также может варьироваться. Как правило, удлиненный корпус, напоминающий по форме сигарету или сигару, может быть выполнен из единого цельного корпуса, или же удлиненный корпус может быть выполнен из двух или большего количества раздельных компонентов. Например, устройство доставки аэрозоля может содержать удлиненную оболочку или корпус, которые могут по существу иметь трубчатую форму и соответственно походить на форму обычной сигареты или сигары. В одном примере устройство доставки аэрозоля может содержать два или более корпусов, которые соединены друг с другом с возможностью разъединения. Например, на одном конце устройства доставки аэрозоля может находиться управляющий корпус, который содержит корпус, заключающий в себе один или более компонентов многократного использования (например, перезаряжаемую аккумуляторную батарею и различную электронику для управления работой этого изделия), а на другом конце устройства к нему может быть присоединен с возможностью отсоединения наружный корпус или оболочка, заключающий в себе сменную часть (например, сменный картридж, содержащий вкусоароматические добавки).
Предложенные системы доставки аэрозоля наиболее предпочтительно содержат некоторую комбинацию источника энергии (т.е. источника электроэнергии), по меньшей мере одного управляющего компонента (например, средства для активирования, управления, регулирования и прекращения электропитания для выработки тепла, к примеру, за счет управления электрическим током, проходящим от источника питания к другим компонентам изделия - например, микропроцессору, отдельно или в составе микроконтроллера), нагревателя или тепловырабатывающего элемента (например, электрического резистивного нагревательного элемента или другого компонента, который сам или в сочетании с одним или более дополнительных элементов может обычно называться "атомайзером"), композиции предшественника аэрозоля (например, обычно жидкости, способной вырабатывать аэрозоль при воздействии на нее достаточного количества тепла, такой как ингредиенты, обычно называемые "курительным соком", "жидкостью для электронных сигарет" и "соком для электронных сигарет"), и области или конца мундштука для обеспечения возможности затягивания из устройства доставки аэрозоля для вдыхания аэрозоля (например, обеспечения заданного пути для воздушного потока через изделие таким образом, что образуемый аэрозоль может быть извлечен через него при затяжке).
Более конкретные форматы, конфигурации и компоновки компонентов в системах доставки аэрозоля в соответствии с настоящим изобретением будут очевидны в свете дальнейшего раскрытия изобретения, представленного ниже. Кроме того, выбор и компоновка различных компонентов системы доставки аэрозоля могут быть понятны при рассмотрении имеющихся в продаже электронных устройств доставки аэрозоля, таких как характерные продукты, на которые даны ссылки в разделе уровня техники настоящего описания изобретения.
В различных примерах устройство доставки аэрозоля может содержать резервуар, выполненный с возможностью содержания композиции предшественника аэрозоля. Резервуар, в частности, может быть выполнен из пористого материала (например, волокнистого материала) и, таким образом, может называться пористой подложкой (например, волокнистой подложкой).
Волокнистая подложка, используемая в качестве резервуара в устройстве доставки аэрозоля, может являться тканым или нетканым материалом, изготовленным из множества волокон или нитей, и может быть выполнена из природных волокон и/или синтетических волокон. Например, волокнистая подложка может содержать стекловолокнистый материал. В конкретных примерах может быть использован ацетил целлюлозный материал. В других примерных вариантах осуществления изобретения может быть использован углеродный материал. Резервуар может быть по существу выполнен в виде контейнера и может содержать включенный в него волокнистый материал.
На фиг. 1 изображен вид сбоку устройства 100 доставки аэрозоля, содержащего управляющий корпус 102 и картридж 104, в соответствии с различными примерными вариантами осуществления настоящего изобретения. В частности, на фиг. 1 представлены управляющий корпус и картридж, которые соединены друг с другом. Управляющий корпус и картридж могут быть выровнены с возможностью разъединения при функционировании. Картридж может быть соединен с управляющим корпусом посредством различных механизмов, включая резьбовое соединение, прессовую посадку, посадку с натягом, магнитное взаимодействие и т.п. Устройство доставки аэрозоля может быть по существу стержнеобразным, по существу трубчатым или по существу цилиндрическим в некоторых примерных вариантах осуществления, когда картридж и управляющий корпус находятся в собранном состоянии. Картридж и управляющий корпус могут иметь раздельные соответствующие корпусы или наружные оболочки, которые могут быть выполнены из любого количества различных материалов. Корпус может быть выполнен из любого подходящего герметичного материала. В некоторых примерах корпус может быть выполнен из металла или сплава, такого как нержавеющая сталь, алюминий и т.д. Другие подходящие материалы включают различные пластики (например, поликарбонат), металлическое покрытие поверх пластика и т.п.
В некоторых примерных вариантах осуществления изобретения управляющий корпус 102 и/или картридж 104 устройства 100 доставки аэрозоля могут быть одноразовыми или многоразовыми. Например, управляющий корпус может содержать сменную аккумуляторную батарею или перезаряжаемую аккумуляторную батарею и, таким образом, может быть объединен с зарядным устройством любого типа, включая соединение с типичной электрической розеткой переменного тока, соединение с автомобильным зарядным устройством (т.е. приемным гнездом прикуривателя) и соединение с компьютером, например, посредством кабеля или разъема универсальной последовательной шины (USB, universal serial bus). Кроме того, в некоторых примерных вариантах осуществления картридж может включать одноразовый картридж, как описано в патенте США №8910639 (Chang и др.), который полностью включен в настоящую заявку посредством ссылки.
На фиг. 2, в частности, изображено устройство 100 доставки аэрозоля в соответствии с некоторыми примерными вариантами осуществления изобретения. Как видно на разрезе, представленном на этом чертеже, устройство доставки аэрозоля может содержать управляющий корпус 102 и картридж 104. Как показано на фиг. 2, управляющий корпус может состоять из оболочки 206 управляющего корпуса, которая может включать компонент 208 управления (например, микропроцессор, отдельно или как часть микроконтроллера), датчик 210 потока, аккумуляторную батарею 212 и один или более светоизлучающих диодов 214, и такие компоненты могут быть переменно выровнены. Светоизлучающий диод может являться одним примером подходящего визуального индикатора, которым может быть оснащено устройство 100 доставки аэрозоля. В дополнение к визуальным индикаторам, таким как светоизлучающие диоды, или в качестве альтернативы им могут быть включены другие индикаторы, такие как слуховые индикаторы (например, динамики), тактильные индикаторы (например, вибродвигатели) и т.п.
Картридж 104 может быть выполнен из оболочки 216 картриджа, заключающей в себе резервуар 218, находящийся в гидравлической связи с элементом 220 транспортировки жидкости, выполненным с возможностью транспортировки композиции предшественника аэрозоля, хранящейся в корпусе резервуара, к нагревателю 222 (иногда называемому нагревательным элементом). В некоторых примерах между резервуаром и нагревателем может быть расположен клапан, выполненный с возможностью регулирования количества композиции предшественника аэрозоля, подаваемого или доставляемого из резервуара к нагревателю.
Для формирования нагревателя 222 могут быть использованы различные примеры материалов, выполненных с возможностью вырабатывания тепла, когда через них пропускают электрический ток. Нагревателем в этих примерах может быть резистивный нагревательный элемент, такой как проволочная катушка. Примерные материалы, из которых может быть выполнена проволочная катушка, включают в себя кантал (FeCrAl), нихром, дисилицид молибдена (MoSi2), силицид молибдена (MoSi), дисилицид молибдена, легированный алюминием (Mo(Si,Al)2), графит и материалы на основе графита (например, углеродные пенопласты и нити), а также керамику (например, керамику с положительным или отрицательным температурным коэффициентом). Примерные варианты осуществления нагревателей или нагревательных элементов, используемых в устройствах доставки аэрозоля в соответствии с настоящим изобретением, более подробно описаны ниже и могут быть включены в устройства, подобные изображенному на фиг. 2, как описано в настоящей заявке.
В оболочке 216 картриджа (например, на конце, подносимом ко рту) может быть выполнено отверстие 224 для обеспечения выхода образованного аэрозоля из картриджа 104. Такие компоненты характерны для компонентов, которые могут находиться в картридже, и не ограничивают объем компонентов картриджа, покрываемых настоящим изобретением.
Кроме того, картридж 104 может содержать один или более электронных компонентов 226, которые могут включать интегральную схему, компонент памяти, датчик и т.п. Электронные компоненты могут быть выполнены с возможностью связи с управляющим компонентом 208 и/или с внешним устройством посредством проводного или беспроводного соединения. Электронные компоненты могут быть расположены в любом месте внутри картриджа или его основания 228.
Несмотря на то, что управляющий компонент 208 и датчик 210 потока изображены раздельно, следует понимать, что управляющий компонент и датчик потока могут быть объединены в виде электронной платы, к которой непосредственно прикреплен датчик потока воздуха. Кроме того, электронная плата может быть расположена горизонтально относительно изображения, представленного на фиг. 1, в том смысле, что электронная плата может быть в продольном направлении параллельна центральной оси управляющего корпуса. В некоторых примерах датчик потока воздуха может содержать свою собственную плату или другой базовый элемент, к которому он может быть прикреплен. В некоторых примерах может быть использована гибкая плата. Гибкая плата может иметь разнообразные формы, включая по существу трубчатые формы. В некоторых примерах гибкая плата может быть объединена с подложкой нагревателя, наслоена на нее или образовывать часть или всю подложку нагревателя, как описано ниже.
Управляющий корпус 102 и картридж 104 могут содержать компоненты, выполненные с возможностью обеспечения гидравлического взаимодействия между ними. Как показано на фиг. 2, управляющий корпус может содержать муфту 230, в которой выполнена полость 232. Основание 228 картриджа может быть выполнено с возможностью зацепления с муфтой и может содержать выступ 234, выполненный с возможностью расположения внутри полости. Такое зацепление может обеспечивать стабильное соединение между управляющим корпусом и картриджем, а также устанавливать электрическое соединение между аккумуляторной батареей 212 и управляющим компонентом 208, расположенными в управляющем корпусе, и нагревателем 222, расположенным в картридже. Кроме того, оболочка 206 управляющего корпуса может содержать воздухозаборное отверстие 236, которое может представлять собой паз, выполненный в оболочке в месте ее соединения с муфтой, который обеспечивает прохождение окружающего воздуха вокруг муфты в оболочку, откуда он затем проходит через полость 232 муфты в картридж через выступ 234.
Муфта и основание, использованные в соответствии с настоящим изобретением, описаны в публикации патентной заявки США №2014/0261495 (Novak и др.), которая полностью включена в настоящую заявку посредством ссылки. Например, муфта 230, как показано на фиг. 2, может образовывать наружную кольцевую поверхность 238, выполненную с возможностью сопряжения с внутренней кольцевой поверхностью 240 основания 228. В одном примере внутренняя кольцевая поверхность основания может задавать радиус, который по существу равен радиусу наружной кольцевой поверхности муфты или немного превышает его. Кроме того, муфта может содержать один или более выступов 242 на наружной кольцевой поверхности, выполненных с возможностью зацепления с одним или более углублений 244, выполненных на внутренней кольцевой поверхности основания. Однако для соединения основания и муфты могут быть использованы различные другие примеры конструкций, форм и компонентов. В некоторых примерах соединение между основанием картриджа 104 и муфтой управляющего корпуса 102 может быть по существу неразъемным, тогда как в других примерах соединение между ними может быть выполнено разъемным с тем, чтобы, например, управляющий корпус можно было повторно использовать с одним или большим количеством дополнительных картриджей, которые могут быть одноразовыми сменными и/или многоразовыми заправляемыми.
Устройство 100 доставки аэрозоля может быть по существу стержнеобразным или по существу трубчатым, или по существу цилиндрическим в некоторых примерах. Другие примеры охватывают дополнительные формы и размеры - например, устройство может иметь прямоугольное или треугольное поперечное сечение, многогранную форму и т.д.
Резервуар 218, изображенный на фиг. 2, может представлять собой контейнер или волокнистый резервуар, как описано в настоящей заявке. Например, резервуар может содержать один или более слоев нетканых волокон, по существу сформованных в трубку, охватывающую внутреннюю часть оболочки 216 картриджа, в данном примере. В резервуаре может содержаться композиция предшественника аэрозоля. Например, в резервуаре могут содержаться жидкие компоненты за счет сорбционного действия. Резервуар может находиться в гидравлической связи с элементом 220 транспортировки жидкости. Элемент транспортировки жидкости может транспортировать композицию предшественника аэрозоля, хранящуюся в резервуаре, посредством капиллярного действия к нагревателю 222, выполненному в виде металлической проволочной катушки в данном примере. По существу, нагреватель находится в тепловой связи с элементом транспортировки жидкости. Примерные варианты осуществления резервуаров и элементов транспортировки жидкости, используемых в устройствах доставки аэрозоля в соответствии с настоящим изобретением, более подробно описаны ниже, и такие резервуары и/или элементы транспортировки жидкости могут быть включены в устройства, подобные изображенному на фиг. 2, как описано в настоящей заявке. В частности, конкретные сочетания нагревательных элементов и элементов транспортировки, более подробно описанные ниже, могут быть включены в устройства, подобные изображенному на фиг. 2, как описано в настоящей заявке.
При использовании, когда пользователь втягивает воздух из устройства 100 доставки аэрозоля, датчик 210 потока обнаруживает поток воздуха, и активируется нагреватель 222 для испарения компонентов композиции предшественника аэрозоля. Затягивание через мундштук устройства доставки аэрозоля приводит к попаданию окружающего воздуха в воздухозаборное отверстие 236 и прохождению его через полость 232, выполненную в муфте 230, и центральное отверстие, выполненное в выступе 234 основания 228. В картридже 104 втягиваемый воздух соединяется с образованным паром для образования аэрозоля. Аэрозоль вдыхают или иным образом отводят от нагревателя через отверстие 224, выполненное в мундштуке устройства доставки аэрозоля.
В некоторых примерах устройство 100 доставки аэрозоля может включать ряд дополнительных функций, управляемых программным обеспечением. Например, устройство доставки аэрозоля может содержать цепь защиты аккумуляторной батареи, выполненную с возможностью обнаружения входного сигнала аккумуляторной батареи, нагрузок на клеммах аккумуляторной батареи и входного сигнала зарядки. Цепь защиты аккумуляторной батареи может включать защиту от короткого замыкания и блокировку питания при пониженном напряжении. Кроме того, устройство доставки аэрозоля может содержать компоненты для измерения температуры окружающего воздуха, и его управляющий компонент 208 может быть выполнен с возможностью управления по меньшей мере одним функциональным элементом для блокировки зарядки аккумуляторной батареи, если окружающая температура ниже определенного значения (например, 0°С) или выше определенного значения (например, 45°С), перед началом зарядки или во время зарядки.
Подача энергии от аккумуляторной батареи 212 может варьироваться в процессе каждой затяжки из устройства 100 в соответствии с механизмом управления энергией. Устройство может содержать предохранительный таймер "длинной затяжки", так что, если пользователь или непроизвольное срабатывание механизма заставляют устройство выполнять непрерывную затяжку, то компонент 208 управления может управлять по меньшей мере одним функциональным элементом для автоматического прекращения затяжки через некоторый период времени (например, четыре секунды). Кроме того, время между затяжками устройства может быть ограничено меньшим периодом времени (например, 100). Сторожевой предохранительный таймер может автоматически перезагружать устройство доставки аэрозоля, если его управляющий компонент или работающее на нем программное обеспечение становятся нестабильными и не обслуживают таймер в течение соответствующего временного интервала (например, восемь секунд). Кроме того, может быть обеспечена предохранительная защита в случае дефективного или иным образом пришедшего в негодность датчика 210 потока с тем, чтобы деактивировать устройство доставки аэрозоля для предотвращения непреднамеренного нагревания. Ограничительный выключатель затягивания может деактивировать устройство в случае выхода из строя датчика давления, приводящего к непрерывной активации устройства без остановки по прошествии четырех секунд максимального времени затяжки.
Устройство 100 доставки аэрозоля может содержать алгоритм отслеживания затяжек, сконфигурированный с возможностью блокировки нагревателя по достижению установленного числа затяжек для прикрепленного картриджа (на основании количества доступных затяжек, рассчитанных с учетом заправки жидкости для электронных сигарет в картридже). Устройство доставки аэрозоля может включать функцию режима сна, ожидания или пониженного энергопотребления, в результате чего подача энергии может быть автоматически прекращена по истечении заданного периода неиспользования. Дополнительная предохранительная защита может быть обеспечена в том смысле, что циклы зарядки/разрядки аккумуляторной батареи 212 могут контролироваться управляющим компонентом 208 на протяжении всего срока эксплуатации. По достижению аккумуляторной батареей эквивалента предварительно заданного количества (например, 200) полных циклов разрядки и зарядки она может считаться израсходованной, и управляющий компонент может управлять по меньшей мере одним функциональным элементом для предотвращения дальнейшей зарядки аккумуляторной батареи.
Различные компоненты предложенного устройства доставки аэрозоля могут быть выбраны из описанных известных и имеющихся в продаже компонентов. Примеры аккумуляторных батарей, которые могут быть использованы в соответствии с настоящим изобретением, описаны в публикации патентной заявки США №2010/0028766 (Peckerar и др.), содержание которой полностью включено в настоящую заявку посредством ссылки.
Устройство 100 доставки аэрозоля может содержать датчик 210 либо другой датчик или детектор для управления подачей электроэнергии к нагревателю 222, когда требуется выработка аэрозоля (например, при затяжке во время использования). В этой связи, например, предложен порядок или способ отключения подачи электроэнергии к нагревателю, когда пользователь не втягивает воздух через устройство доставки аэрозоля во время использования, и включения подачи электроэнергии для активации или начала выработки тепла нагревателем во время затяжки. Дополнительные характерные типы механизмов распознавания или обнаружения, их конструкция и конфигурация, компоненты и общие способы работы описаны в патентах США №5261424 (Sprinkel, Jr.), №5372148 (McCafferty и др.) и международной публикации патентной заявки №WO 2010/003480 (Flick), которые полностью включены в настоящую заявку посредством ссылки.
Устройство 100 доставки аэрозоля наиболее предпочтительно содержит управляющий компонент 208 или другой управляющий механизм для управления количеством электроэнергии, подаваемой к нагревателю 222 во время затяжки. Характерные типы электронных компонентов, их конструкция и конфигурация, характеристики и общие способы работы описаны в патентах США №4735217 (Gerth и др.), №4947874 (Brooks и др.), №5372148 (McCafferty и др.), №6040560 (Fleischhauer и др.), №7040314 (Nguyen и др.), №8205622 (Pan), публикациях патентных заявок США №2009/0230117 (Fernando и др.), №2014/0060554 (Collet и др.), №2014/0270727 (Ampolini и др.), и патентной заявке США 14/209 191 (Henry и др.), поданной 13 марта 2014 г., которые полностью включены в настоящую заявку посредством ссылки.
Типичные подложки, резервуары или другие компоненты для поддержания предшественника аэрозоля описаны в патенте США №8 528 569 (Newton), публикации патентной заявки США №2014/0261487 (Chapman и др.), патентных заявках США №14/011992 (Davis и др.), поданной 28 августа 2013 г., и №14/170838 (Bless и др.), поданной 3 февраля 2014 г., которые полностью включены в настоящую заявку посредством ссылки. Кроме того, различные капиллярные материалы, а также конфигурация и работа этих капиллярных материалов в определенных типах электронных сигарет описаны в публикации патентной заявки США №2014/0209105 (Sears и др.), которая полностью включена в настоящую заявку посредством ссылки.
Композиция предшественника аэрозоля, также называемая композицией предшественника пара, может содержать различные компоненты, включая, например, многоатомный спирт (например, глицерин, пропиленгликоль или их смесь), никотин, табак, табачный экстракт и/или ароматизаторы. Различные компоненты, которые могут быть включены в композицию предшественника аэрозоля, описаны в патенте США №7726320 (Robinson и др.), который полностью включен в настоящую заявку посредством ссылки. Дополнительные типичные композиции предшественника аэрозоля представлены в патентах США №4793365 (Sensabaugh, Jr. и др.), №5101839 (Jakob и др.), №6779531 (Biggs и др.), публикации патентной заявки США №2013/0008457 (Zheng и др.), а также в монографии Chemical and Biological Studies on New Cigarette Prototypes that Heat Instead of Burn Tobacco (Химические и биологические исследования новых прототипов сигарет, которые нагревают табак вместо сжигания) табачной компании R. J. Reynolds (1988), которые полностью включены в настоящую заявку посредством ссылки.
В устройстве 100 доставки аэрозоля могут быть использованы дополнительные типичные компоненты, вырабатывающие визуальные признаки, или индикаторы, такие как визуальные индикаторы и соответствующие компоненты, слуховые индикаторы, тактильные индикаторы и т.п. Примеры подходящих компонентов светоизлучающих диодов, их конструкции и варианты применения описаны в патентах США №5154192 (Sprinkel и др.), №8499766 (Newton), №8539959 (Scatterday) и патентной заявке США №14/173266 (Sears и др.), поданной 5 февраля 2014 г., которые полностью включены в настоящую заявку посредством ссылки.
Другие дополнительные характеристики, элементы управления или компоненты, которые могут быть включены в предложенные устройства доставки аэрозоля, описаны в патентах США №5967148 (Harris и др.), №5934289 (Watkins и др.), №5954979 (Counts и др.), №6040560 (Fleischhauer и др.), №8365742 (Hon), №8 402976 (Fernando и др.), публикациях патентных заявок США №2005/0016550 (Katase), №2010/0163063 (Fernando и др.), №2013/0192623 (Tucker и др.), №2013/0298905 (Leven и др.), №2013/0180553 (Kim и др.), №2014/0000638 (Sebastian и др.), №2014/0261495 (Novak и др.) и №2014/0261408 (DePiano и др.), которые полностью включены в настоящую заявку посредством ссылки.
Управляющий компонент 208 содержит ряд электронных компонентов и в некоторых примерах может быть выполнен из печатной платы, которая поддерживает и электрически соединяет электронные компоненты. Электронные компоненты могут включать
микропроцессорное или процессорное ядро и память. В некоторых примерах управляющий компонент может включать микроконтроллер с интегрированным процессорным ядром и памятью, а также может дополнительно включать одно или большее количество интегрированных периферийных устройств ввода/вывода. В некоторых примерах управляющий компонент может быть соединен с коммуникационным интерфейсом для обеспечения беспроводной связи с одной или большим количеством сетей, вычислительных устройств или других соответствующим образом задействованных устройств. Примеры подходящих коммуникационных интерфейсов описаны в патентной заявке США №14/638562 (Marion и др.), поданной 4 марта 2015 г., содержание которой полностью включено в настоящую заявку посредством ссылки. А примеры того, каким образом устройство доставки аэрозоля может быть выполнено с возможностью беспроводной связи, раскрыты в патентных заявках США №14/327776 (Ampolini и др.), поданной 10 июля 2014 г., и №14/609032 (Henry, Jr. и др.), поданной 29 января 2015 г.), каждая из которых полностью включена в настоящую заявку посредством ссылки.
В соответствии с некоторыми примерными вариантами осуществления изобретения управляющий компонент 208 может быть выполнен с возможностью управления одним или большим количеством функциональных элементов устройства 100 доставки аэрозоля в разных состояниях устройства и в зависимости он того, соединен ли управляющий корпус 102 с картриджем 104 или отсоединен от него. Например, управляющий компонент может быть выполнен с возможностью управления одним или большим количеством компонентов, вырабатывающих визуальные признаки, или индикаторов при соединении управляющего корпуса с картриджем и/или при отсоединении управляющего корпуса от картриджа. На фиг. 3 и 4 изображено присоединение и разъединение управляющего корпуса и картриджа в режиме ожидания, а на фиг. 5 изображен управляющий корпус, соединенный с картриджем в активном режиме.
Как показано на фиг. 3-5, управляющий корпус 102 может содержать (первый) положительный проводник 302 и (первый) отрицательный проводник 304, выполненные с возможностью соединения с аккумуляторной батареей 212 (источником электропитания). Управляющий корпус аналогичным образом может содержать (второй) положительный проводник 306 и (второй) отрицательный проводник 308, выполненные с возможностью соединения с нагревателем 222 (нагревательным элементом). Управляющий компонент 208 может содержать микропроцессор 310 и ряд электрических компонентов, таких как резисторы, конденсаторы, переключатели и т.п., которые могут быть соединены с аккумуляторной батареей и нагревателем для формирования электрической цепи. Как показано, например, управляющий компонент может содержать последовательно включенный подтягивающий резистор R1 и переключатель Q1, подключенные к первому положительному проводнику и второму положительному проводнику и между ними, причем переключатель подключен к подтягивающему резистору и второму положительному проводнику и между ними.
Микропроцессор 310 может быть выполнен с возможностью управления работой переключателя Q1 в замкнутом состоянии в режиме ожидания, в котором подтягивающий резистор R1 выполнен с возможностью обеспечения высокого логического уровня напряжения на втором положительном проводнике 306, когда управляющий корпус 102 отсоединен от картриджа 104. Кроме того, в режиме ожидания нагреватель 222 может не снабжаться энергией и обеспечивать низкий логический уровень напряжения на втором положительном проводнике, когда управляющий корпус соединен с картриджем. Иными словами, когда управляющей корпус отсоединен от картриджа, подтягивающий резистор может быть выполнен с возможностью подтягивания напряжения на втором положительном проводнике к положительному напряжению аккумуляторной батареи (источника электропитания) для высокого логического уровня. С другой стороны, когда управляющий корпус соединен с картриджем, напряжение на втором положительном проводнике может приблизительно соответствовать нулевому положительному напряжению нагревателя для низкого логического уровня. В этом случае нагреватель в режиме ожидания является по существу короткозамыкающей перемычкой для второго отрицательного проводника 308. Между резистором R1 (например, десятки кОм) и сопротивлением нагревателя (например,<10 Ом) может быть выполнен делитель напряжения, что может приводить к положительному напряжению нагревателя на втором положительном проводнике величиной приблизительно ноль вольт.
В соответствии с примерными вариантами осуществления настоящего изобретения микропроцессор 310 может быть выполнен с возможностью измерения напряжения на втором положительном проводнике 306 и возможностью управления работой по меньшей мере одного функционального элемента устройства 100 доставки аэрозоля на основании этого. В некоторых примерах микропроцессор может управлять действительным напряжением на втором положительном проводнике, или же управляющий компонент 208 либо микропроцессор могут содержать аналого-цифровой преобразователь (АЦП), выполненный с возможностью преобразования действительного напряжения в цифровой эквивалент.
Как показано на фиг. 3, в одном примере микропроцессор 310 может быть выполнен с возможностью управления работой функционального элемента при соединении управляющего корпуса 102 с картриджем 104, что приводит к понижению напряжения на втором положительном проводнике 306 с высокого логического уровня до низкого логического уровня. В другом примере, как показано на фиг. 4, микропроцессор может быть выполнен с возможностью управления работой функционального элемента при отсоединении управляющего корпуса от картриджа, что приводит к повышению напряжения на втором положительном проводнике с низкого логического уровня до высокого логического уровня. В обоих примерах функциональным элементом может быть индикатор 312, такой как визуальный, слуховой или тактический индикатор.
В некоторых примерах микропроцессор 310 может содержать АЦП, выполненный с возможностью преобразования действительного напряжения в цифровой эквивалент, и этот АЦП может быть рассчитан на максимальное напряжение, меньшее чем максимальное напряжение, которое может иметь место на втором положительном проводнике 306. В этих примерах управляющий компонент 208 может дополнительно содержать делитель 314 напряжения, выполненный с возможностью снижения напряжения, подаваемого на микропроцессор. Как показано, например, делитель напряжения может содержать резисторы R2 и R3 и может быть подключен ко второму положительному проводнику и микропроцессору и между ними и связан с землей. Микропроцессор может быть выполнен с возможностью измерения напряжения на втором положительном проводнике отделителя напряжения. В этом отношении, делитель напряжения может содержать вывод, который соединен с микропроцессором и от которого микропроцессор может измерять напряжение на втором положительном проводнике. Управляющий компонент управляющего корпуса может дополнительно содержать конденсатор С1, подключенный к выводу и земле и между ними. Кроме того, управляющий компонент может содержать второй переключатель Q2, который подключен к делителю напряжения и земле и между ними и работой которого микропроцессор может управлять в разомкнутом состоянии в режиме ожидания.
Устройство 100 доставки аэрозоля и, в частности, управляющий компонент 102 могут находиться в режиме ожидания, когда управляющий компонент отсоединен от картриджа 104. Аналогичным образом, устройство доставки аэрозоля может находиться в режиме ожидания, когда управляющий компонент соединен с картриджем, между затяжками, выполняемыми из устройства. Когда пользователь затягивается из устройства, и датчик 210 потока обнаруживает поток воздуха, устройство доставки аэрозоля может быть переведено в активный режим, в котором электропитание от аккумуляторной батареи 212 может быть подано через датчик к нагревателю 222 для активации и испарения компонентов композиции предшественника аэрозоля. В другом примере электропитание от аккумуляторной батареи может быть более непосредственно подано к нагревателю без прохождения через датчик (без включения датчика в контур), хотя датчик потока при этом может по-прежнему обнаруживать поток воздуха, когда пользователь затягивается из устройства. Как указано выше, подача электропитания от аккумуляторной батареи 212 может варьироваться в соответствии с механизмом управления энергией; и в некоторых примерах этот механизм управления энергией может зависеть от измеренного напряжения на втором положительном проводнике 306.
Как показано на фиг. 5, в активном режиме, в котором управляющий корпус 102 соединен с картриджем 104, микропроцессор 310 может быть выполнен с возможностью управления работой переключателя Q1 в разомкнутом состоянии и работой второго переключателя Q2 в замкнутом состоянии. В этом режиме микропроцессор может быть выполнен с возможностью подачи электропитания к нагревателю 222 для активации и испарения компонентов композиции предшественника аэрозоля. Напряжение на втором положительном проводнике 306 может соответствовать положительному напряжению нагревателя. Микропроцессор может быть выполнен с возможностью измерения положительного напряжения нагревателя, например, от делителя 314 напряжения, и возможностью управления электропитанием, подаваемым к нагревателю, на основании этого.
В некоторых более конкретных примерах микропроцессор 310 может быть выполнен с возможностью подачи электропитания от аккумуляторной батареи 212 (например, напрямую или через датчик 210 потока) для включения нагревателя 222 и соразмерного инициирования периода времени нагрева. В этом случае между аккумуляторной батареей (или включенным в контур датчиком потока) и нагревателем может быть расположен, например, дополнительный переключатель Q3, работой которого может управлять микропроцессор в замкнутом состоянии, как показано на фиг. 5. Микропроцессор может регулировать подачу электропитания к нагревателю на основании напряжения на втором положительном проводнике 306 на периодической основе до истечения периода времени нагрева.
В некоторых примерах это регулирование электропитания, подаваемого к нагревателю 222, может включать выполнение микропроцессора 310 с возможностью определения скользящего окна измерений мгновенной эффективной мощности, подаваемой к нагревателю, причем каждое измерение окна измерений определяется как произведение положительного напряжения нагревателя на силу тока, проходящего через нагреватель. Эта сила тока может быть измерена различными способами, например от чувствительного к току резистора R4. В некоторых примерах микропроцессор может управлять действительным током, проходящим через нагреватель, или же управляющий компонент 208 либо микропроцессор могут содержать АЦП, выполненный с возможностью преобразования действительного тока в цифровой эквивалент.
Микропроцессор 310 может вычислять простое скользящее среднее мощности, подаваемой к нагревателю 222, на основании скользящего окна измерений мгновенной эффективной мощности и сравнивать простое скользящее среднее мощности с выбранным заданным значением мощности, связанным с аккумуляторной батареей 212. Микропроцессор может регулировать электропитание, подаваемое к нагревателю, с тем, чтобы выключать или включать нагреватель на периодической основе каждый раз, когда простое скользящее среднее мощности относительно выше или ниже выбранного заданного значения мощности. Больше информации, касающейся аспектов управляющего компонента в соответствии с примерными вариантами осуществления настоящего изобретения, можно найти в вышеупомянутой публикации патентной заявки США №2014/0270727 (Ampolini и др.), включенной в настоящую заявку.
Как показано на фиг. 6, в некоторых примерах картридж 104 может также содержать устройство 602 опознавания (например, интегральная схема опознавания компании Texas Instruments, Модель bq26150) для предотвращения использования поддельных картриджей с управляющим корпусом 102. Управляющий корпус может содержать (третий) положительный проводник 604, выполненный с возможностью соединения с выводом устройства опознавания, от которого микропроцессор может опознавать картридж для использования с управляющим корпусом. Кроме того, картридж может содержать конденсатор С2, подключенный к выводу устройства опознавания и земле и между ними. С устройством опознавания может быть использован дополнительный блок памяти, который отдельно не показан, для хранения величины опустошения узла картриджа, а также для хранения других программируемых характеристик и информации, связанной с узлом картриджа. Больше информации, касающейся опознавания в соответствии с аспектами настоящего изобретения, можно найти в вышеупомянутой публикации патентной заявки США №2014/0270727 (Ampolini и др.), включенной в настоящую заявку.
В некоторых дополнительных примерах вместо нагревателя 222 может быть использовано устройство 602 опознавания, чтобы обеспечить микропроцессору 310 возможность управления работой функционального элемента (например, индикатора 312) в ответ по меньшей мере на присоединение управляющего корпуса 102 к картриджу 104. Как показано на фиг. 7, в этих примерах управляющий компонент может быть осуществлен без переключателей Q1 и Q2 и конденсатора С1, а подтягивающий резистор R1 может быть соединен с выводом устройства опознавания. Когда управляющий корпус отсоединен от картриджа (в режиме ожидания), подтягивающий резистор R1 выполнен с возможностью обеспечения высокого логического уровня напряжения на третьем положительном проводнике 604. Иными словами, подтягивающий резистор может быть выполнен с возможностью подтягивания напряжения на третьем положительном проводнике к положительному напряжению аккумуляторной батареи (источника электропитания) для высокого логического уровня.
Кроме того, когда управляющий корпус 102 отсоединен от картриджа 104, не происходит снабжение энергией и зарядка, соответственно, устройства 602 опознавания и конденсатора С2, которые подключены к его выводу. Присоединение управляющего корпуса к картриджу приводит к первоначальному понижению напряжения на третьем положительном проводнике 604 с высокого логического уровня до низкого логического уровня, приблизительно соответствующего нулевому напряжению конденсатора. В ответ на это первоначальное понижение напряжения на третьем положительном проводнике микропроцессор может быть выполнен с возможностью управления работой функционального элемента. После первоначального понижения напряжения на третьем положительном проводнике положительное напряжение аккумуляторной батареи (источника электропитания) может заряжать конденсатор до его конечного значения, что может привести к соответствующему повышению напряжения на третьем положительном проводнике.
На фиг. 8 изображены различные операции способа 800 управления управляющим корпусом 102, выполненным с возможностью соединения с картриджем 104, оснащенным нагревателем 222 (нагревательным элементом) и содержащим композицию предшественника аэрозоля. Как показано в блоке 802, способ включает управление работой переключателя Q1 в замкнутом состоянии в режиме ожидания, в котором подтягивающий резистор R1 выполнен с возможностью обеспечения высокого логического уровня напряжения на втором положительном проводнике 306, когда управляющий корпус отсоединен от картриджа. Кроме того, в режиме ожидания нагреватель обесточен и обеспечивает низкий логический уровень напряжения на втором положительном проводнике, когда управляющий корпус соединен с картриджем. К тому же, способ включает измерение напряжения на втором положительном проводнике и управление работой по меньшей мере одного функционального элемента устройства доставки аэрозоля на основании напряжения, измеренного на втором положительном проводнике, как показано в блоках 804 и 806.
В некоторых примерах управление работой по меньшей мере одного функционального элемента включает управление работой по меньшей мере одного функционального элемента при соединении управляющего корпуса 102 с картриджем 104, что приводит к понижению напряжения на втором положительном проводнике 306 с высокого логического уровня до низкого логического уровня. В некоторых примерах управление работой по меньшей мере одного функционального элемента включает управление работой по меньшей мере одного функционального элемента при отсоединении управляющего корпуса от картриджа, что приводит к повышению напряжения на втором положительном проводнике с низкого логического уровня до высокого логического уровня. А в некоторых примерах управление работой по меньшей мере одного функционального элемента включает управление работой по меньшей мере одного визуального, слухового или тактильного индикатора 312.
В некоторых примерах управляющий корпус 102 дополнительно содержит делитель 314 напряжения, соединенный со вторым положительным проводником и связанный с землей. В этих примерах измерение напряжения на втором положительном проводнике может включать измерение напряжение отделителя напряжения.
В некоторых примерах управляющий корпус 102 дополнительно содержит второй переключатель Q2, подключенный к делителю 314 напряжения и земле и между ними. В этих примерах способ может дополнительно включать управление работой второго переключателя в разомкнутом состоянии в режиме ожидания.
В некоторых дополнительных примерах делитель 314 напряжения может содержать вывод, а управляющий корпус 102 может дополнительно содержать конденсатор С1, подключенный к выводу и земле и между ними. В этих примерах измерение напряжения на втором положительном проводнике 306 может включать измерение напряжение от вывода делителя напряжения.
В некоторых примерах способ дополнительно включает управление работой переключателя Q1 в разомкнутом состоянии в активном режиме, в котором управляющий корпус 102 соединен с картриджем 104. В этих примерах, в активном режиме, способ может дополнительно включать подачу электропитания к нагревателю 222 для активации и испарения компонентов композиции предшественника аэрозоля, при этом напряжение на втором положительном проводнике соответствует положительному напряжению нагревателя. Кроме того, в активном режиме способ может включать измерение положительного напряжения нагревателя и управление электропитанием, подаваемым к нагревателю, на основании этого.
В некоторых примерах, в которых управляющий корпус 102 дополнительно содержит делитель 314 напряжения, измерение положительного напряжения нагревателя включает измерение положительного напряжения нагревательного элемента от делителя напряжения. В этих примерах способ может дополнительно включать управление работой второго переключателя Q2 в замкнутом состоянии в активном режиме.
В некоторых примерах подача электропитания к нагревателю 222 и управление электропитанием, подаваемым к нагревателю, включает по меньшей мере подачу электропитания от аккумуляторной батареи 212 для включения нагревателя и соразмерного инициирования периода времени нагрева. И на периодической основе до истечения периода времени нагрева способ может включать определение скользящего окна измерений мгновенной эффективной мощности, подаваемой к нагревателю, причем каждое измерение окна измерений определяется как произведение положительного напряжения нагревателя на силу тока, проходящего через нагреватель. Способ может включать вычисление простого скользящего среднего мощности, подаваемой к нагревателю, на основании скользящего окна измерений мгновенной эффективной мощности и сравнение простого скользящего среднего мощности с выбранным заданным значением мощности, связанным с аккумуляторной батареей. Кроме того, способ может включать регулирование электропитания, подаваемого к нагревателю, с тем, чтобы выключать или включать нагреватель на периодической основе каждый раз, когда простое скользящее среднее мощности относительно выше или ниже выбранного заданного значения мощности.
Предшествующее описание использования изделия(-ий) может быть применено к различным примерным вариантам осуществления изобретения, описанным в настоящей заявке, с незначительными модификациями, что может быть очевидно для специалистов в данной области техники в свете дополнительного описания, представленного в настоящей заявке. Однако вышеприведенное описание использования не ограничивает применение изделия, а представлено с целью соответствия всем необходимым требованиям описания настоящего изобретения. Любые элементы, представленные в изделии(-ях), изображенном на фиг. 1-8 или иным образом описанном выше, могут быть включены в устройство доставки аэрозоля в соответствии с настоящим изобретением.
Множество модификаций и других вариантов осуществления настоящего изобретения, изложенных в настоящей заявке, могут быть очевидными для специалистов в данной области техники после ознакомления с вышеприведенными описаниями и сопроводительными чертежами. Таким образом, следует понимать, что настоящее изобретение не ограничено конкретными описанными в настоящей заявке вариантами осуществления, и что модификации и другие варианты осуществления включены в объем охраны настоящего изобретения, определенный прилагаемой формулой изобретения. Более того, несмотря на то, что предшествующие описания и сопроводительные чертежи описывают примерные варианты осуществления изобретения в контексте конкретных примерных сочетаний элементов и/или функций, следует отметить, что различные сочетания элементов и/или функций могут быть представлены альтернативными вариантами осуществления изобретения в пределах объема прилагаемой формулы изобретения. В этой связи, например, предусмотрены также сочетания элементов и/или функций, отличающиеся от тех, которые явно описаны выше, как может быть изложено в некоторых пунктах прилагаемой формулы изобретения. Несмотря на то, что в настоящей заявке используются конкретные термины, они использованы только в родовом и описательном смысле, а не в целях ограничения.
Реферат
Изобретение относится к устройствам доставки, или подачи, аэрозоля, таким как курительные изделия, и, в частности, к устройствам доставки аэрозоля, которые могут использовать получаемое электрически тепло для выработки аэрозоля (например, курительные изделия, которые принято называть электронными сигаретами). Управляющий корпус выполнен с возможностью соединения с картриджем, оснащенным нагревательным элементом и содержащим композицию предшественника аэрозоля, причем управляющий корпус выполнен с возможностью соединения с картриджем для формирования устройства доставки аэрозоля, в котором нагревательный элемент выполнен с возможностью активации и испарения компонентов композиции предшественника аэрозоля, и при этом управляющий корпус содержит первый положительный проводник, выполненный с возможностью соединения с источником электропитания; второй положительный проводник, выполненный с возможностью соединения с нагревательным элементом; последовательно включенный подтягивающий резистор и переключатель, подключенные к первому положительному проводнику и второму положительному проводнику и между ними, причем переключатель подключен к подтягивающему резистору и второму положительному проводнику и между ними; и микропроцессор, выполненный с возможностью управления работой переключателя в замкнутом состоянии в режиме ожидания, в котором подтягивающий резистор выполнен с возможностью обеспечения высокого логического уровня напряжения на втором положительном проводнике, когда управляющий корпус отсоединен от картриджа, и в котором нагревательный элемент не снабжается энергией, и обеспечивает низкий логический уровень напряжения на втором положительном проводнике, когда управляющий корпус соединен с картриджем, причем микропроцессор выполнен с возможностью измерения напряжения на втором положительном проводнике и с возможностью управления работой по меньшей мере одного функционального элемента устройства доставки аэрозоля на основании этого. Техническим результатом изобретения является усовершенствование устройства доставки аэрозоля. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 8 ил.
