АНАЛОГОВЫЙ УПРАВЛЯЮЩИЙ КОМПОНЕНТ ДЛЯ УСТРОЙСТВА ДОСТАВКИ АЭРОЗОЛЯ
ANALOGUE CONTROL COMPONENT FOR AEROSOL DELIVERY DEVICE

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
[0001] Настоящее изобретение относится к устройствам доставки аэрозоля, таким как курительные изделия, и, в частности, к устройствам доставки аэрозоля, которые могут использовать вырабатываемое посредством электроэнергии тепло для получения аэрозоля (например, курительные изделия, обычно называемые электронными сигаретами). Курительные изделия могут быть выполнены с возможностью нагрева предшественника аэрозоля, который может содержать материалы, которые могут быть изготовлены или получены из табака, или иным образом включать табак, причем предшественник способен образовывать пригодное для вдыхания вещество для потребления человеком.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[0002] За многие годы было предложено множество курительных устройств в качестве усовершенствования курительных продуктов или альтернатив курительным продуктам, для использования которых требуется сжигание табака. Многие из таких устройств специально выполнены для обеспечения ощущений, связанных с курением сигареты, сигары или трубки, но без подачи в значительном количестве продуктов неполного сгорания и пиролиза, образуемых в результате сжигания табака. С этой целью были предложены многочисленные курительные продукты, генераторы аромата и медицинские ингаляторы, которые используют электроэнергию для испарения или нагревания летучего вещества или пытаются обеспечить ощущения курения сигареты, сигары или трубки без сжигания табака в значительной степени. Например, различные известные альтернативные курительные изделия, устройства доставки аэрозоля и тепловырабатывающие источники описаны в патентах США № 7726320 (Robinson и др.) и № 8881737 (Collett и др.), которые включены в настоящий документ посредством ссылки. Кроме того, например, различные типы курительных изделий, устройств доставки аэрозоля и электрических тепловырабатывающих источников, на которые дана ссылка по товарному знаку или коммерческому обозначению, представлены в публикации заявки на изобретение США № 2015/0216232 (Bless и др.), которая включена в настоящий документ посредством ссылки. Помимо этого, различные типы электрических устройств доставки аэрозоля и пара представлены в публикациях заявок на изобретение США № 2014/0096781 (Sears и др.) и № 2014/0283859 (Minskoff и др.), а также в заявках на изобретение США № 14/282768 (Sears и др.), поданной 20 мая 2014 г., № 14/286552 (Brinkley и др.), поданной 23 мая 2014 г., № 14/327 776 (Ampolini и др.), поданной 10 июля 2014 г., и № 14/465167 (Worm и др.), поданной 21 августа 2014 г., которые включены в настоящий документ посредством ссылки.
[0003] Было бы желательным обеспечить устройства доставки аэрозоля с аналоговым электронным компонентом для управления устройствами доставки аэрозоля.
РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0004] Настоящее изобретение относится к устройствам доставки аэрозоля, способам изготовления таких устройств и элементам этих устройств. Таким образом, настоящее изобретение включает, помимо прочего, следующие примеры вариантов осуществления.
[0005] Пример варианта осуществления 1: Устройство доставки аэрозоля, содержащее по меньшей мере один кожух; и содержащиеся внутри указанного по меньшей мере одного кожуха нагревательный элемент, резервуар, выполненный с возможность удерживания композиции предшественника аэрозоля; аналоговый электронный компонент, который в ответ на ввод пользователя и независимо от цифрового процессора выполнен с возможностью направления постоянного тока к нагревательному элементу и вызова таким образом активации и испарения компонентов композиции предшественника аэрозоля посредством нагревательного элемента; и интерфейс ввода пользователя, с помощью которого обеспечена возможность приема ввода пользователя.
[0006] Пример варианта осуществления 2: Устройство доставки аэрозоля в соответствии с любым предшествующим или любым последующим примером варианта осуществления или любым их сочетанием, в котором аналоговый электронный компонент представляет собой неинвертирующий операционный усилитель или линейный регулятор или содержит его.
[0007] Пример варианта осуществления 3: Устройство доставки аэрозоля в соответствии с любым предшествующим или любым последующим примером варианта осуществления или любым их сочетанием, в котором интерфейс ввода пользователя содержит механический переключатель, с помощью которого обеспечена возможность приема ввода пользователя.
[0008] Пример варианта осуществления 4: Устройство доставки аэрозоля в соответствии с любым предшествующим или любым последующим примером варианта осуществления или любым их сочетанием, дополнительно содержащее твердотельный переключатель, функционально соединенный с механическим переключателем и аналоговым электронным компонентом и между ними, и реагирующий на ввод пользователя для переключения тока к аналоговому электронному компоненту и тем самым переключения постоянного тока, направленного аналоговым электронным компонентом, к нагревательному элементу.
[0009] Пример варианта осуществления 5: Устройство доставки аэрозоля в соответствии с любым предшествующим или любым последующим примером варианта осуществления или любым их сочетанием, в котором твердотельный переключатель представляет собой переключатель с фиксацией.
[0010] Пример варианта осуществления 6: Устройство доставки аэрозоля в соответствии с любым предшествующим или любым последующим примером варианта осуществления или любым их сочетанием, дополнительно содержащее индикатор, функционально соединенный между твердотельным переключателем и аналоговым электронным компонентом и выполненный с возможностью обеспечения визуальной индикации переключенного тока.
[0011] Пример варианта осуществления 7: Устройство доставки аэрозоля в соответствии с любым предшествующим или любым последующим примером варианта осуществления или любым их сочетанием, в котором индикатор представляет собой органический светоизлучающий диод (OLED) или светоизлучающий диод на квантовых точках или содержит его.
[0012] Пример варианта осуществления 8: Устройство доставки аэрозоля в соответствии с любым предшествующим или любым последующим примером варианта осуществления или любым их сочетанием, в котором интерфейс ввода пользователя содержит емкостной датчик, с помощью которого обеспечена возможность приема ввода пользователя.
[0013] Пример варианта осуществления 9: Устройство доставки аэрозоля в соответствии с любым предшествующим или любым последующим примером варианта осуществления или любым их сочетанием, дополнительно содержащее однополюсный многопозиционный (SPMT) переключатель и множество резисторов переменного сопротивления, функционально соединенных между аналоговым электронным компонентом и нагревательным элементом, причем множество резисторов соединены с соответствующими положениями SPMT переключателя, причем величина постоянного тока изменяется в зависимости от того, какое из положений соединено с полюсом SPMT переключателя.
[0014] Пример варианта осуществления 10: Устройство доставки аэрозоля в соответствии с любым предшествующим или любым последующим примером варианта осуществления или любым их сочетанием, дополнительно содержащее перезаряжаемый источник питания, выполненный с возможностью подачи тока, который обеспечивает возможность направления аналоговым электронным компонентом постоянного тока к нагревательному элементу.
[0015] Пример варианта осуществления 11: Управляющий корпус, соединенный или выполненный с возможностью соединения с картриджем, который оснащен нагревательным элементом и содержит композицию предшественника аэрозоля, причем управляющий корпус соединен или выполнен с возможностью соединения с картриджем с образованием устройства доставки аэрозоля, причем управляющий корпус содержит по меньшей мере один кожух; и содержащиеся внутри указанного по меньшей мере одного кожуха аналоговый электронный компонент, который в ответ на ввод пользователя и независимо от цифрового процессора выполнен с возможностью направления постоянного тока к нагревательному элементу и вызова таким образом активации и испарения компонентов композиции предшественника аэрозоля посредством нагревательного элемента; и интерфейс ввода пользователя, с помощью которого обеспечена возможность приема ввода пользователя.
[0016] Пример варианта осуществления 12: Управляющий корпус в соответствии с любым предшествующим или любым последующим примером варианта осуществления или любым их сочетанием, в котором аналоговый электронный компонент представляет собой неинвертирующий операционный усилитель или линейный регулятор или содержит его.
[0017] Пример варианта осуществления 13: Управляющий корпус в соответствии с любым предшествующим или любым последующим примером варианта осуществления или любым их сочетанием, в котором интерфейс ввода пользователя содержит механический переключатель, посредством которого обеспечена возможность приема ввода пользователя.
[0018] Пример варианта осуществления 14: Управляющий корпус в соответствии с любым предшествующим или любым последующим примером варианта осуществления или любым их сочетанием, дополнительно содержащий твердотельный переключатель, функционально соединенный с механическим переключателем и аналоговым электронным компонентом и между ними, и реагирующий на ввод пользователя для переключения тока к аналоговому электронному компоненту и тем самым переключения постоянного тока, направленного аналоговым электронным компонентом, к нагревательному элементу.
[0019] Пример варианта осуществления 15: Управляющий корпус в соответствии с любым предшествующим или любым последующим примером варианта осуществления или любым их сочетанием, в котором твердотельный переключатель представляет собой переключатель с фиксацией.
[0020] Пример варианта осуществления 16: Управляющий корпус в соответствии с любым предшествующим или любым последующим примером варианта осуществления или любым их сочетанием, дополнительно содержащий индикатор, функционально соединенный между твердотельным переключателем и аналоговым электронным компонентом и выполненный с возможностью обеспечения визуальной индикации переключенного тока.
[0021] Пример варианта осуществления 17: Управляющий корпус в соответствии с любым предшествующим или любым последующим примером варианта осуществления или любым их сочетанием, в котором индикатор представляет собой органический светоизлучающий диод (OLED) или светоизлучающий диод на квантовых точках или содержит ег.
[0022] Пример варианта осуществления 18: Управляющий корпус в соответствии с любым предшествующим или любым последующим примером варианта осуществления или любым их сочетанием, в котором интерфейс ввода пользователя содержит емкостной датчик, с помощью которого обеспечена возможность приема ввода пользователя.
[0023] Пример варианта осуществления 19: Управляющий корпус в соответствии с любым предшествующим или любым последующим примером варианта осуществления или любым их сочетанием, дополнительно содержащий однополюсный многопозиционный (SPMT) переключатель и множество резисторов переменного сопротивления, функционально соединенных между аналоговым электронным компонентом и нагревательным элементом, причем множество резисторов соединены с соответствующими положениями SPMT переключателя, причем величина постоянного тока изменяется в зависимости от того, какое из положений соединено с полюсом SPMT переключателя.
[0024] Пример варианта осуществления 20: Управляющий корпус в соответствии с любым предшествующим или любым последующим примером варианта осуществления или любым их сочетанием, дополнительно содержащий перезаряжаемый источник питания, выполненный с возможностью подачи тока, который обеспечивает возможность направления аналоговым электронным компонентом постоянного тока к нагревательному элементу.
[0025] Эти и другие признаки, аспекты и преимущества раскрытия настоящего изобретения станут очевидными после прочтения нижеследующего подробного описания вместе с сопроводительными чертежами, которые кратко описаны ниже. Раскрытие настоящего изобретения включает любую комбинацию двух, трех, четырех или более признаков или элементов, сформулированных в настоящем описании, независимо от того, скомбинированы ли такие признаки или элементы в явной форме либо иным образом изложены в конкретном примере варианта осуществления, описанном в настоящем документе. Настоящее описание выполнено для прочтения с учетом всех элементов таким образом, что любые отделимые признаки или элементы настоящего изобретения в любом из его различных аспектов и примерах варианта осуществления должны рассматриваться как комбинируемые, если контекст изобретения явно не указывает иное.
[0026] Таким образом, следует отметить, что данное раскрытие сущности изобретения представлено лишь в целях краткого изложения некоторых примеров варианта осуществления изобретения с тем, чтобы обеспечить базовое понимание некоторых аспектов настоящего изобретения. Соответственно, следует понимать, что вышеописанные примеры варианта осуществления изобретения являются лишь примерами и не должны толковаться как ограничивающие каким-либо образом объем или сущность настоящего изобретения. Другие примеры варианта осуществления изобретения, аспекты и преимущества станут очевидны из нижеследующего подробного описания совместно с сопроводительными чертежами, которые изображают в качестве примера принципы некоторых описанных примеров варианта осуществления.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0027] 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:
[0028] На ФИГ. 1 показан вид сбоку устройства доставки аэрозоля, содержащего картридж, соединенный с управляющим корпусом, согласно примеру варианта осуществления раскрытия настоящего изобретения;
[0029] На ФИГ. 2 показан частичный вид в разрезе устройства доставки аэрозоля согласно различным примерам варианта осуществления; и
[0030] На ФИГ. 3, 4, 5 и 6 показаны различные элементы картриджа и управляющего корпуса, содержащего аналоговый управляющий компонент согласно различным примерам варианта осуществления.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0031] Далее настоящее изобретение будет подробно описано со ссылкой на примеры варианта его осуществления. Эти примеры вариантов осуществления описаны таким образом, что настоящее изобретение будет представлено всесторонне и в завершенном виде с полным раскрытием его объема для специалиста в данной области. Разумеется, настоящее изобретение может быть реализовано во множестве различных форм и не должно рассматриваться как ограниченное вариантами осуществления, описанными в настоящем документе; скорее, эти варианты осуществления представлены таким образом, что настоящее изобретение удовлетворяет соответствующим требованиям законодательства. Используемые в описании и в приложенной формуле формы единственного числа включают формы множественного числа, если контекст явно не утверждает иное.
[0032] Как описано далее, примеры варианта осуществления настоящего изобретения относятся к системам доставки аэрозоля. Системы доставки аэрозоля согласно настоящему изобретению используют электрическую энергию для нагрева материала (предпочтительно без сжигания материала в любой существенной степени) с образованием пригодного для вдыхания вещества; при этом компоненты таких систем имеют форму изделий, которые наиболее предпочтительно являются достаточно компактными, чтобы считаться «переносными» устройствами. Иными словами, использование компонентов предпочтительных систем доставки аэрозоля не приводит к выработке дыма в том смысле, что аэрозоль, главным образом, является результатом побочных продуктов сгорания или пиролиза табака, а скорее использование этих предпочтительных систем приводит к выработке паров, являющихся следствием улетучивания или испарения определенных компонентов, входящих в их состав. В некоторых примерах варианта осуществления компоненты систем доставки аэрозоля могут быть охарактеризованы как электронные сигареты, при этом такие электронные сигареты наиболее предпочтительно содержат табак и/или компоненты, полученные из табака, а значит, доставляют компоненты, полученные из табака, в аэрозольной форме.
[0033] Генерирующие аэрозоль изделия определенных предпочтительных систем доставки аэрозоля могут создавать множество ощущений (например, ритуалы вдыхания и выдыхания, типы вкусов или ароматов, органолептические эффекты, физические ощущения, ритуалы использования, визуальные стимулы, такие как созданные видимым аэрозолем и т.п.) курения сигареты, сигары или трубки, которые достигаются разжиганием и горением табака (а значит, вдыханием табачного дыма), фактически без сжигания в какой-либо существенной степени какого-либо из его компонентов. Например, пользователь генерирующего аэрозоль изделия согласно раскрытию настоящего изобретения может держать и использовать это изделие весьма схоже с тем, как курильщик использует курительное изделие традиционного типа, затягиваться на одном конце такого изделия для вдыхания аэрозоля, вырабатываемого этим изделием, осуществлять затяжки с выбранными интервалами времени и т.п.
[0034] Предложенные системы доставки аэрозоля также могут быть охарактеризованы как парообразующие изделия или изделия доставки лекарственного препарата. Таким образом, такие изделия или устройства могут быть приспособлены для подачи одного или более веществ (например, ароматизаторов и/или фармацевтических активных ингредиентов) в пригодной для вдыхания форме или состоянии. Например, пригодные для вдыхания вещества по существу могут находиться в форме пара (т.е. вещества, находящегося в газовой фазе при температуре, которая ниже, чем его критическая точка). Согласно альтернативному варианту осуществления пригодные для вдыхания вещества могут находиться в форме аэрозоля (т.е. взвеси тонких твердых частиц или жидких капель в газе). В целях простоты используемый в настоящем документе термин «аэрозоль» предназначен для обозначения паров, газов и аэрозолей той формы или того типа, которые подходят для вдыхания человеком, независимо от того, являются ли они видимыми или нет и имеют ли форму, которая может считаться «подобной дыму», или нет.
[0035] Предложенные системы доставки аэрозоля в целом содержат ряд компонентов, расположенных внутри наружного корпуса или оболочки, которые могут называться кожухом. Общая конструкция наружного корпуса или оболочки может варьироваться, и конфигурация и формат наружного корпуса, которые могут задавать общий размер и форму устройства доставки аэрозоля, также могут варьироваться. Как правило, удлиненный корпус, напоминающий по форме сигарету или сигару, может быть выполнен из единого цельного кожуха, или же удлиненный кожух может быть выполнен из двух или более разделяемых корпусов. Например, устройство доставки аэрозоля может содержать удлиненную оболочку или корпус, которые могут по существу иметь трубчатую форму и соответственно походить на форму обычной сигареты или сигары. В одном примере все компоненты устройства доставки аэрозоля расположены внутри одного кожуха. В альтернативном варианте осуществления изобретения устройство доставки аэрозоля может содержать два или большее количество кожухов, которые соединены друг с другом с возможностью разъединения. Например, на одном конце устройства доставки аэрозоля может находиться управляющий корпус, который содержит кожух, заключающий в себе один или большее количество компонентов многократного использования (например, аккумулятор, такой как перезаряжаемая батарея и/или конденсатор, и различную электронику для управления работой этого изделия), а на другом конце устройства к нему может быть присоединен с возможностью отсоединения наружный корпус или кожух, заключающий в себе сменную часть (например, сменный картридж, содержащий вкусоароматические добавки).
[0036] Системы доставки аэрозоля согласно раскрытию настоящего изобретения наиболее предпочтительно содержат некоторую комбинацию источника питания (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, аналоговому электронному управляющему компоненту), нагревателя или тепловырабатывающего элемента (например, электрического резистивного нагревательного элемента или другого компонента, который сам или в сочетании с одним или большим количеством дополнительных элементов может обычно называться «атомайзером»), композиции предшественника аэрозоля (например, обычно жидкости, способной вырабатывать аэрозоль при воздействии на нее достаточного количества тепла, такой как ингредиенты, обычно называемые «курительным соком», «жидкостью для электронных сигарет» и «соком для электронных сигарет»), и области или конца мундштука для обеспечения возможности выполнения затяжки из устройства доставки аэрозоля с целью вдыхания аэрозоля (например, обеспечения заданного пути для воздушного потока через изделие таким образом, что образуемый аэрозоль может быть извлечен через него при затяжке).
[0037] Более конкретные структуры, 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 «Уровень техники» согласно раскрытию настоящего изобретения.
[0038] В различных примерах устройство доставки аэрозоля может содержать резервуар, выполненный с возможностью удерживания композиции предшественника аэрозоля. Резервуар, в частности, может быть выполнен из пористого материала (например, волокнистого материала), и, таким образом, может быть назван пористой подложкой (например, волокнистой подложкой). Резервуар также может содержаться внутри ферритного материала или в ином случае быть окружен им для способствования индукционному нагреву.
[0039] Волокнистая подложка, используемая в качестве резервуара в устройстве доставки аэрозоля, может являться тканым или нетканым материалом, изготовленным из множества волокон или нитей, и может быть выполнена из природных волокон и/или синтетических волокон. Например, волокнистая подложка может содержать стекловолокнистый материал. В конкретных примерах может быть использован ацетилцеллюлозный материал. В других примерах вариантов осуществления может быть использован углеродный материал. Резервуар может быть по существу выполнен в виде контейнера и может содержать включенный в него волокнистый материал.
[0040] На ФИГ. 1 показан вид сбоку устройства 100 доставки аэрозоля, содержащего управляющий корпус 102 и картридж 104 в соответствии с различными примерами варианта осуществления раскрытия настоящего изобретения. В частности, на ФИГ. 1 показаны управляющий корпус и картридж, которые соединены друг с другом. Управляющий корпус и картридж могут быть выровнены с возможностью разъединения при функционировании. Картридж может быть соединен с управляющим корпусом посредством различных механизмов, включая резьбовое взаимодействие, взаимодействие с прессовой посадкой, 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 примерах варианта осуществления, когда картридж и управляющий корпус находятся в собранном состоянии. Кроме того, устройство доставки аэрозоля может иметь по существу прямоугольное или ромбоидальное поперечное сечение, которое может служить для большей совместимости по существу с плоским или тонкопленочным источником питания, таким как источник питания, содержащий плоскую батарею. Картридж и управляющий корпус могут иметь раздельные соответствующие кожухи или наружные корпуса, которые могут быть выполнены из любого количества различных материалов. Кожух может быть выполнен из любого конструктивно подходящего материала. В некоторых примерах кожух может быть выполнен из металла или сплава, такого как нержавеющая сталь, алюминий и т.д. Другие подходящие материалы включают различные пластики (например, поликарбонат), металлическое покрытие поверх пластика, керамику и т.п.
[0041] В некоторых примерах варианта осуществления управляющий корпус 102 и/или картридж 104 устройства 100 доставки аэрозоля могут быть названы как одноразовые или как многоразового применения. Например, управляющий корпус может содержать сменную батарею или перезаряжаемый ионистор, таким образом, может быть объединен с зарядным устройством любого типа, включая соединение с типичной электрической розеткой, соединение с автомобильным зарядным устройством (т.е. приёмным гнездом прикуривателя), соединение с компьютером, например, посредством кабеля или разъема универсальной последовательной шины (USB) или соединение с беспроводным радиочастотным зарядным устройством или соединение с фотогальваническим элементом (иногда называемым солнечным элементом) или солнечной панелью солнечных элементов. Некоторые примеры подходящих зарядных устройств описаны ниже. Дополнительно, в некоторых примерах варианта осуществления картридж может содержать картридж одноразового применения, как описано в патенте США №8910639 (Chang и др.), который полностью включен в настоящий документ посредством ссылки.
[0042] На ФИГ. 2 более подробно показано устройство 100 доставки аэрозоля в соответствии с некоторыми примерами варианта осуществления. Как снова показано на проиллюстрированном виде в разрезе, устройство доставки аэрозоля может содержать управляющий корпус 102 и картридж 104, каждый из которых включает в себя ряд соответствующих компонентов. Компоненты, показанные на ФИГ. 2, представляют собой типичный пример компонентов, которые могут присутствовать в управляющем корпусе и картридже и не предназначены для ограничения объема компонентов, охватываемых раскрытием настоящего изобретения. Как показано, например, управляющий корпус может быть образован гильзой 206 управляющего корпуса, которая может включать в себя различные электронные компоненты, такие как управляющий компонент 208 (например, электронный аналоговый компонент), датчик 210, источник 212 питания и один или более светоизлучающих диодов (LED) 214 (например, органических светоизлучающих диодов (OLED)), и такие компоненты могут быть совмещены изменяемым образом. Датчик расхода может содержать ряд подходящих датчиков, таких как акселерометр, гироскоп, оптический датчик, датчик близости или т.п.
[0043] Источник 212 питания может представлять собой подходящий источник питания, такой как литий-ионную батарею, твердотельную батарею или ионистор, или включать их, как раскрыто в заявке на изобретение США № 14/918926 (Sur и др.), которая включена в настоящий документ посредством ссылки. Примеры подходящих твердотельных батарей включают перезаряжаемые твердотельные литиевые тонкопленочные батареи торговой марки STMicroelectronics’ EnFilm™. Примеры подходящих ионисторов включают конденсаторы с двойным электрическим слоем (EDLC), гибридный конденсатор, такой как литий ионный конденсатор (LIC) или т.п.
[0044] В некоторых примерах вариантов осуществления источник 212 питания может представлять собой перезаряжаемый источник питания, выполненный с возможностью подачи тока к управляющему компоненту 208 (например, аналоговому электронному компоненту). В этих примерах источник питания может быть соединен со схемой зарядки посредством термометра сопротивления (RTD). RTD может быть выполнен с возможностью подачи сигнала на схему зарядки, когда температура источника питания превышает пороговое значение, и в ответ на это схема зарядки может прекратить зарядку источника питания. В этих примерах безопасная зарядка источника питания может быть обеспечена независимо от цифрового процессора (например, микропроцессора) и/или цифровой логической схемы обработки.
[0045] LED 214 может быть одним примером подходящего визуального индикатора, которым может быть оснащено устройство 100 доставки аэрозоля. В некоторых примерах LED может содержать органический LED или LED на квантовых точках. В дополнение к визуальным индикаторам, таким как LED, включающим органический LED или LED на квантовых точках, или в качестве альтернативы им могут быть включены другие индикаторы, такие как звуковые индикаторы (например, динамики), тактильные индикаторы (например, вибродвигатели) и т.п.
[0046] Картридж 104 может быть образован оболочкой 216 картриджа, заключающей в себя резервуар 218, сообщающийся по текучей среде с элементом 220 для переноса жидкости, выполненным с возможностью фитильного переноса или иной транспортировки композиции предшественника аэрозоля, хранимой в кожухе резервуара, к нагревателю 222 (иногда называемому нагревательным элементом). В различных конфигурациях эта структура может быть названа емкостью; и соответственно термины «емкость», «картридж» и т.п. могут использоваться как взаимозаменяемые для обозначения оболочки или другого кожуха, заключающего резервуар для композиции предшественника аэрозоля и содержащего нагреватель. В некоторых примерах между резервуаром и нагревателем может быть расположен клапан, для управления количеством композиции предшественника аэрозоля, проходящим или доставляемым из резервуара к нагревателю.
2
2
[0047] Для образования нагревателя 222 могут быть использованы различные примеры материалов, выполненных с возможностью производить тепло при пропускании через них электрического тока. Нагреватель в этих примерах может быть резистивным нагревательным элементом, таким как провод для намотки, микронагреватель и т.п. В число примеров материалов, из которых может быть образован провод для намотки, входят кантал (FeCrAl); нихром; дисилицид молибдена (MoSi); силицид молибдена (MoSi); дисилицид молибдена, легированный алюминием (Mo(Si,Al)); титан (Ti), графит и материалы на основе графита (например, пена и пряжа на основе углерода); а также керамика (например, керамика с положительным или отрицательным коэффициентом температурного расширения). Примеры вариантов осуществления нагревателей или нагревательных элементов, подходящих для использования в устройствах доставки аэрозоля согласно раскрытию настоящего изобретения, дополнительно описаны ниже и могут входить в состав устройств, как показано на ФИГ. 2, описанной в настоящем документе.
[0048] В оболочке 216 картриджа (например, на мундштучном конце) может находиться отверстие 224, чтобы обеспечить возможность выхода образованного аэрозоля из картриджа 104.
[0049] В дополнение к нагревателю 222 картридж 104 также может включать один или более других электронных компонентов 226. Эти электронные компоненты могут включать интегральную схему, компонент памяти, датчик или т.п. Электронные компоненты могут быть выполнены с возможностью связи с управляющим компонентом 208 и/или с внешним устройством с помощью проводных или беспроводных средств. Электронные компоненты могут быть расположены в любом месте в пределах картриджа или его основания 228.
[0050] Хотя управляющий компонент 208 и датчик 210 изображены порознь, следует понимать, что управляющий компонент и датчик могут быть объединены в виде электронной схемной платы. Дополнительно, электронная схемная плата может располагаться горизонтально относительно изображения на ФИГ. 1, а именно электронная схемная плата может располагаться по длине параллельно центральной оси управляющего корпуса. В некоторых примерах датчик может содержать свою собственную схемную плату или другой базовый элемент, к которому он может крепиться. В некоторых примерах может использоваться гибкая схемная плата. Гибкая схемная плата может иметь множество форм, в том числе по существу трубчатую форму. В некоторых примерах гибкая схемная плата может быть объединена с, нанесена слоем на, или образовывать часть или всю подложку нагревателя, как далее описано ниже.
[0051] Управляющий корпус 102 и картридж 104 могут включать компоненты, приспособленные для содействия взаимодействию с возможностью переноса текучей среды между ними. Как показано на ФИГ. 2, управляющий корпус может содержать соединитель 230, имеющий в себе полость 232. Основание 228 картриджа может быть выполнено с возможностью взаимодействия с соединителем и может включать выступ 234, выполненный с возможностью встраивания в полость. Такое взаимодействие может способствовать устойчивому соединению между управляющим корпусом и картриджем и установлению электрического соединения между источником 212 питания и управляющим компонентом 208 в управляющем корпусе и нагревателем 222 в картридже. Кроме того, оболочка 206 управляющего корпуса может включать воздухозаборник 236, который может представлять собой вырез в оболочке в том месте, где она соединяется с соединителем, обеспечивающий прохождение окружающего воздуха вокруг соединителя в оболочку, откуда он затем проходит через полость 232 соединителя в картридж через выступ 234.
[0052] В условиях применения, нагреватель 222 активируется для испарения компонентов композиции предшественника аэрозоля. Затяжка через мундштучный конец устройства доставки аэрозоля заставляет окружающий воздух поступать в воздухозаборник 236 и проходить через полость 232 в соединителе 230 и центральное отверстие в выступе 234 основания 228. В картридже 104 втянутый воздух объединяется с образованным паром для образования аэрозоля. Аэрозоль увлекается, отсасывается или как-то иначе отводится от нагревателя и далее из отверстия 224 на мундштучном конце устройства доставки аэрозоля.
[0053] Соединитель и основание, пригодные для использования согласно раскрытию настоящего изобретения, описаны в публикации заявки на изобретение США № 2014/0261495 (Novak и др.), которая полностью включена в настоящий документ посредством ссылки. Например, соединитель 230, как показано на ФИГ. 2, может образовывать наружную периферию 238, выполненную с возможностью сопряжения с внутренней периферией 240 основания 228. В одном примере внутренняя периферия основания может иметь радиус, по существу равный или незначительно превышающий радиус наружной периферии соединителя. Дополнительно, соединитель может образовывать один или более выступов 242 на внешней периферии, выполненных с возможностью взаимодействия с одной или более выемками 244, образованными на внутренней периферии основания. Однако для соединения основания с соединителем могут использоваться различные другие примеры конструкций, форм и компонентов. В некоторых примерах соединение между основанием картриджа 104 и соединителем управляющего корпуса 102 может быть по существу неразъемным, в то время как в других примерах соединение между ними может быть разъемным, так что, например, управляющий корпус может многократно использоваться с одним или более дополнительными картриджами, которые могут быть одноразовыми и/или перезаправляемыми.
[0054] В некоторых примерах устройство 100 доставки аэрозоля может быть по существу стержнеобразным или иметь по существу трубчатую форму, или иметь по существу цилиндрическую форму. В других примерах охвачены другие формы и размеры - например, с прямоугольным или треугольным сечением, многогранные формы и т.п.
[0055] Резервуар 218, показанный на ФИГ. 2, может представлять собой контейнер или может представлять собой волокнистый резервуар согласно настоящему описанию. Например, в данном примере резервуар может содержать один или более слоев нетканых волокон, по существу выполненных в форме трубки, охватывающей внутреннее пространство оболочки 216 картриджа. Композиция предшественника аэрозоля может удерживаться в резервуаре. Жидкие компоненты, например, могут удерживаться резервуаром с возможностью сорбции. Резервуар может соединяться по текучей среде с элементом 220 для переноса жидкости. Элемент для переноса жидкости может переносить композицию предшественника аэрозоля, хранимую в резервуаре, посредством капиллярного действия к нагревателю 222, который в данном примере выполнен в виде катушки из металлической проволоки. Таким образом, нагреватель вместе с элементом для переноса жидкости образуют схему нагрева. Примеры варианта осуществления резервуаров и элементов для переноса, подходящих для использования в устройствах доставки аэрозоля согласно раскрытию настоящего изобретения, дополнительно описаны ниже, и такие резервуары и/или элементы для переноса могут входить в состав устройств, как показано на ФИГ. 2, описанной в настоящем документе. В частности, конкретные комбинации нагревательных элементов и элементов для переноса, как далее описано ниже, могут входить в состав устройств, как показано на ФИГ. 2, описанной в настоящем документе.
[0056] Различные компоненты устройства доставки аэрозоля согласно раскрытию настоящего изобретения можно выбрать из коммерчески доступных компонентов, описанных в уровне техники. Примеры батарей, которые могут использоваться согласно раскрытию настоящего изобретения, описаны в публикации заявки на изобретение США № 2010/0028766 (Peckerar и др.), которая полностью включена в настоящий документ посредством ссылки.
[0057] Устройство 100 доставки аэрозоля может иметь в своем составе датчик 210 или другой датчик или детектор для управления подачей электропитания к нагревателю 222, когда требуется сгенерировать аэрозоль. Таким образом, например, предложен порядок действий или способ для отключения подачи питания к нагревателю, когда устройство доставки аэрозоля, и для включения подачи питания для активации или запуска выделения тепла нагревателем в процессе затяжки. Дополнительные репрезентативные типы механизмов распознавания или обнаружения, их конструкция и конфигурация, их компоненты и общие способы управления ими описаны в патентах США № 5261424 (Sprinkel, Jr.), № 5372148 (McCafferty и др.) и PCT WO 2010/003480 (Flick), которые полностью включены в настоящий документ посредством ссылки.
[0058] Устройство 100 доставки аэрозоля наиболее предпочтительно может иметь в своем составе управляющий компонент 208 или другой управляющий механизм для управления количеством электропитания, подаваемого к нагревателю 222 в процессе затяжки. Репрезентативные типы электронных компонентов, их конструкция и конфигурация, их признаки, и общие способы управления ими описаны в патентах США № 4735217 (Gerth и др.), № 4947874 (Brooks и др.), № 5372148 (McCafferty и др.), № 6040560 (Fleischhauer и др.), № 7040314 (Nguyen и др.) и № 8205622 (Pan), публикациях заявок на изобретение США № 2009/0230117 (Fernando и др.), № 2014/0060554 (Collet и др.) и № 2014/0270727 (Ampolini и др.), и заявке на изобретение США № 14/209191 (Henry и др.), поданной 13 марта 2014 года, которые полностью включены в настоящий документ посредством ссылки.
[0059] Репрезентативные типы подложек, резервуаров или других компонентов для обслуживания предшественника аэрозоля описаны в патенте США № 8528569 (Newton), публикации заявки на изобретение США № 2014/0261487 (Chapman и др.), заявках на изобретение США № 14/011992 (Davis и др.), поданной 28 августа 2013 года, и № 14/170838 (Bless и др.), поданной 3 февраля 2014 года, которые полностью включены в настоящий документ посредством ссылки. Кроме того, различные материалы для капиллярной подачи, и конфигурация и работа этих материалов для капиллярной подачи в определенных типах электронных сигарет изложены в публикации заявки на изобретение США № 2014/0209105 (Sears и др.), которая полностью включена в настоящий документ посредством ссылки.
[0060] Композиция предшественника аэрозоля, также именуемая паровой композицией предшественника, может содержать множество компонентов, в число которых, например, входят многоатомный спирт (например, глицерин, пропиленгликоль или их смесь), никотин, табак, экстракт табака и/или ароматизаторы. Репрезентативные типы компонентов предшественника аэрозоля и рецептуры также изложены и охарактеризованы в патенте США № 7217320 (Robinson и др.) и публикациях заявок на изобретение США № 2013/0008457 (Zheng и др.), № 2013/0213417 (Chong и др.), № 2014/0060554 (Collett и др.), № 2015/0020823 (Lipowicz и др.), № 2015/0020830 (Koller) и WO 2014/182736 (Bowen и др.), раскрытия которых включены в настоящий документ посредством ссылки. Другие предшественники аэрозоля, которые могут применяться, содержат предшественники аэрозолей, которые были включены в продукт VUSE фирмы R.J. Reynolds Vapor Company, продукт BLU™ фирмы Imperial Tobacco Group PLC, продукт MISTIC MENTHOL фирмы Mistic Ecigs и продукт VYPE компании CN Creative Ltd. Также желательными являются так называемые «курительные соки» для электронных сигарет, которые доступны от Johnson Creek Enterprises LLC.
[0061] Дополнительные репрезентативные типы компонентов, предоставляющих зрительную информацию или индикаторы, могут быть использованы в устройстве 100 доставки аэрозоля, такие как визуальные индикаторы и соответствующие компоненты, слуховые индикаторы, тактильные индикаторы и т.п. Примерами подходящих светодиодных компонентов и их конфигурации и способы применения описаны в патентах США № 5154192 (Sprinkel и др.), № 8499766 (Newton) и № 8539959 (Scatterday), и заявке на изобретение США № 14/173266 (Sears и др.), поданной 5 февраля 2014 года, которые полностью включены в настоящий документ посредством ссылки.
[0062] Дополнительные признаки, средства управления или компоненты, которые могут входить в состав устройств доставки аэрозоля согласно раскрытию настоящего изобретения, описаны в патентах США № 5967148 (Harris и др.), № 5934289 (Watkins и др.), № 5954979 (Counts и др.), № 6040560 (Fleischhauer и др.), № 8365742 (Hon), № 8402976 (Fernando и др.), публикациях заявок на изобретение 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 настоящий документ посредством ссылки.
[0063] Управляющий компонент 208 включает ряд электронных компонентов и в некоторых примерах может быть образован из печатной платы, которая поддерживает и электрически соединяет электронные компоненты. Электронные компоненты могут содержать аналоговый электронный компонент, выполненный с возможностью работы независимо от цифрового процессора (например, микропроцессора) и/или цифровой логической схемы обработки. В некоторых примерах управляющий компонент может быть соединен с интерфейсом связи для обеспечения беспроводной связи с одной или более электрических сетей, вычислительных устройств или других соответствующим образом обеспеченных устройств. Примеры подходящих интерфейсов связи раскрыты в заявке на изобретение США № 14/638562 (Marion и др.), поданной 4 марта 2015 года, содержание которой полностью включено в настоящий документ посредством ссылки. Примеры подходящих порядков действий, согласно которым устройство доставки аэрозоля может быть выполнено с возможностью беспроводной связи, раскрыты в заявке на изобретение США № 14/327776, поданной 10 июля 2014 года (Ampolini и др.) и № 14/609032 (Henry, Jr. и др.), поданной 29 января 2015 года, каждая из которых включена в настоящий документ посредством ссылки.
[0064] Как описано ранее, управляющий корпус 102 может содержать управляющий компонент 208 для управления количеством электропитания, подаваемого к нагревателю 222. В некоторых примерах варианта осуществления управляющий компонент может представлять собой аналоговый электронный компонент или содержать его, который в ответ на ввод пользователя выполнен с возможностью направления постоянного тока к нагревательному элементу и вызова таким образом активации и испарения компонентов композиции предшественника аэрозоля посредством нагревательного элемента. Аналоговый электронный компонент может быть выполнен с возможностью направления постоянного тока к нагревателю независимо от цифрового процессора. Иными словами, аналоговый электронный компонент может направлять постоянный ток к нагревателю без использования цифрового процессора; и соответственно, в некоторых примерах, цифровой процессор может быть опущен в устройстве 100 доставки аэрозоля.
[0065] В некоторых конкретных примерах управляющий компонент 208 может содержать аналоговый электронный компонент, такой как неинвертирующий операционный усилитель, линейный регулятор или другой подходящий электронный компонент, выполненный с возможностью поддержания постоянного выходного тока. Приведенный в качестве примера неинвертирующий операционный усилитель, который может быть использован, включает высоковольтный операционный усилитель (“OPA549”) Burr-Brown высокого тока компании Texas Instruments™. Приведенный в качестве примера линейный регулятор, который может быть использован, включает 1,5 А высоконадежный линейный регулятор с одним резистором с мониторами или 1,5 A регулятор постоянного тока (“LT3081ER”) компании Linear Technology™.
[0066] На ФИГ. 3 более подробно показан управляющий корпус 102 с управляющим компонентом 208 содержащим аналоговый электронный компонент 302 (например, неинвертирующий операционный усилитель, линейный регулятор), согласно некоторым примерам варианта осуществления. Источник 212 питания может быть соединен с электрической нагрузкой, которая включает различные компоненты управляющего корпуса 102 с образованием электрической схемы, которая содержит аналоговый электронный компонент. Более конкретно, аналоговый электронный компонент может быть соединен с источником питания для приема тока от него. Как указано ранее, аналоговый электронный компонент может направлять от него постоянный ток к нагревателю 222, при этом нагреватель также может быть включен в электрическую нагрузку, когда управляющий корпус соединен с картриджем 104.
[0067] Аналоговый электронный компонент 302 может быть выполнен с возможностью направления постоянного тока к нагревателю 222 в ответ на ввод пользователя. Таким образом, управляющий корпус 102 может также включать интерфейс 304 ввода пользователя, с помощью которого обеспечена возможность приема ввода пользователя. В некоторых примерах управляющий корпус 102 может также содержать индикатор 306, соединенный между интерфейсом ввода пользователя и аналоговым электронным компонентом, и выполненный с возможностью обеспечения визуальной индикации тока, направленного от источника 212 питания к аналоговому электронному компоненту, и в свою очередь от аналогового электронного компонента к нагревателю.
[0068] Как показано на ФИГ. 4, в некоторых примерах интерфейс 304 ввода пользователя содержит механический переключатель 402 (например, нажимную кнопку), с помощью которого обеспечена возможность приема ввода пользователя, и твердотельный переключатель 404 (например, переключатель с фиксацией), соединенный с механическим переключателем. В частности, твердотельный переключатель может быть соединен между аналоговым электронным компонентом 302 и механическим переключателем, и реагировать на ввод пользователя от него для переключения тока к аналоговому электронному компоненту. Таким образом, твердотельный переключатель также может переключать постоянный ток, направленный аналоговым электронным компонентом к нагревателю 222. В этих примерах индикатор 306 может быть соединен между твердотельным переключателем и аналоговым электронным компонентом, и более конкретно выполнен с возможностью обеспечения визуальной индикации переключенного тока.
[0069] В дополнение к механическому переключателю 402 или вместо него, как показано на ФИГ. 5, интерфейс 304 ввода пользователя может содержать емкостной датчик 502, с помощью которого обеспечена возможность приема ввода пользователя. Емкостной датчик может быть выполнен с возможностью обнаружения близлежащего объекта без необходимости в каком-либо физическом контакте с объектом. В частности, емкостной датчик может измерять изменения в емкости в присутствии близлежащего объекта таким образом, чтобы осуществить ввод пользователя пальцем пользователя или другим инструментом, как описано в патенте США № 14/988496 (Sur и др.), который включен в настоящий документ посредством ссылки.
[0070] Емкостной датчик 502 также может быть соединен с твердотельным переключателем 504, который может быть обеспечен твердотельным переключателем 404 в примерах, включающих как механический переключатель 402, так и емкостной датчик. Твердотельный переключатель может реагировать на ввод пользователя от него для переключения тока к аналоговому электронному компоненту 302, и таким образом также переключения постоянного тока, направленного аналоговым электронным компонентом к нагревателю 222. В частности, механический переключатель или емкостной датчик могут передавать разрешающий сигнал на твердотельный переключатель в ответ на ввод пользователя, и твердотельный переключатель может реагировать на разрешающий сигнал для активации и деактивации состояния, в котором ток направлен от источника 212 питания к аналоговому электронному компоненту и от аналогового электронного компонента к нагревателю.
[0071] Как показано на ФИГ. 6, в некоторых примерах варианта осуществления управляющий корпус 102 может содержать однополюсный многопозиционный (SPMT) переключатель 602, такой как поворотный переключатель или барабанный переключатель. Как показано на чертеже, SPMT переключатель имеет множество положений T1, T2, T3 , T4, которые выполнены с возможностью выборочного соединения с полюсом P для изменения параметров питания нагревателя 222. Множество положений T1, T2, T3, T4 может быть соединено с соответствующими резисторами R1, R2, R3, R4, каждый из которых имеет разное значение сопротивления. Множество резисторов может быть соединено между аналоговым электронным компонентом 302 и нагревателем 222 таким образом, что направленный между ними постоянный ток имеет величину, которая изменяется в зависимости от того, какое из положений соединено с полюсом, и, таким образом, нагреватель может иметь изменяемые параметры питания. Следует отметить, что, хотя в показанных примерах изображены только четыре (4) положения, которые могут быть соответственно соединены с полюсом, SPMT переключатель 602 может содержать любое количество положений, которые могут быть соответственно соединены с полюсом.
[0072] Как указано ранее, в некоторых примерах аналоговый электронный компонент 302 может представлять собой 1,5 А высоконадежный линейный регулятор с одним резистором с мониторами компании Linear Technology™. В этих примерах линейный регулятор может содержать электронную схему с программируемым ограничением тока, которую можно программировать с помощью SPMT 602 имеющего множество положений T1, T2, T3 ,T4 соединенных с соответствующими резисторами R1, R2, R3, R4, каждый из которых имеет разное значение сопротивления.
[0073] Как снова показано на ФИГ 2, в дополнение к управляющему корпусу 102 или вместо него электронные компоненты 226 картриджа 104 могут содержать аналоговый электронный компонент, который может быть выполнен и функционировать аналогично аналоговому электронному компоненту 302 управляющего корпуса, как описано выше со ссылкой на ФИГ. 3 - 6. Например, электронные компоненты могут содержать аналоговый электронный компонент, соединенный с источником 212 питания, когда управляющий корпус соединен с картриджем. Аналоговый электронный компонент, в ответ на ввод пользователя, может быть выполнен с возможностью приема тока от источника питания, и, таким образом, направления постоянного тока к нагревателю 222, вызова таким образом активации и испарения компонентов композиции предшественника аэрозоля посредством нагревателя в ответ на ввод пользователя. В частности, аналоговый электронный компонент может быть выполнен с возможностью направления постоянного тока к нагревателю независимо от цифрового процессора, а именно без необходимости в использовании цифрового процессора для инициирования или иного дополнительного воздействия на направление постоянного тока к нагревателю.
[0074] Вышеупомянутое описание использования изделия(-ий) может распространяться на различные примеры варианта осуществления, описанные в настоящем документе, посредством незначительных модификаций, которые могут быть очевидными для специалиста в данной области техники в свете дополнительного раскрытия, представленного в настоящем документе. Вышеприведенное описание использования, однако, не направлено на ограничение использования изделия, а предложено для удовлетворения всем необходимым требованиям раскрытия настоящего изобретения. Любой из элементов, представленных в изделии(-ях), проиллюстрированном(-ых) на ФИГ. 1-4, или иным образом описанном(-ых) выше, может входить в состав устройства доставки аэрозоля согласно раскрытию настоящего изобретения.
[0075] Множество модификаций и других вариантов осуществления изобретения, приведенных в настоящем документе, станут очевидными для специалиста в данной области техники, к которой относится настоящее раскрытие, что имеет преимущество в отношении учений, представленных в вышеприведенных описаниях и соответствующих чертежах. Таким образом, следует понимать, что изобретение не должно ограничиваться конкретными вариантами осуществления, раскрытыми в настоящем описании, и то, что модификации и другие варианты осуществления должны быть включены в объем притязаний прилагаемой формулы изобретения. Более того, хотя приведенные выше описания и связанные чертежи описывают примеры варианта осуществления в контексте конкретных комбинаций элементов и/или функций, следует понимать, что различные комбинации элементов и/или функций могут быть представлены альтернативными вариантами осуществления, не выходя за рамки прилагаемой формулы изобретения. В этом отношении, например, также рассматриваются различные комбинации элементов и/или функций, чем те, которые явно описаны выше, которые могут быть изложены в некоторых из пунктов прилагаемой формулы изобретения. Несмотря на то, что в настоящем документе используются конкретные термины, они используются только в родовом и описательном смысле, а не в целях ограничения.