КВАЗИРЕЗОНАНСНЫЙ ОБРАТНОХОДОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДЛЯ ИНДУКЦИОННОГО УСТРОЙСТВА ДОСТАВКИ АЭРОЗОЛЯ
QUASI-RESONANT REVERSE-PASS CONVERTER FOR INDUCTION AEROSOL DELIVERY DEVICE

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к устройствам доставки аэрозоля, таким как электронные сигареты и сигареты с нагревом, но без горения, и, более конкретно, к индукционному устройству доставки аэрозоля. Устройство доставки аэрозоля может быть выполнено с возможностью нагрева композиции предшественника аэрозоля, которая может быть изготовлена или получена из табака, или иным образом включать табак, с образованием вдыхаемого вещества для потребления человеком.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
На протяжении многих лет было предложено множество курительных изделий в качестве усовершенствования или альтернативы курительным продуктам, основанным на сжигании табака. Типичные альтернативы включают устройства, в которых твердое или жидкое топливо сжигают для передачи тепла табаку или в которых для обеспечения такого источника тепла используют химическую реакцию. Примеры включают курительные изделия, описанные в патенте США № 9,078,473 под авторством Worm и др., который включен в настоящий документ посредством ссылки.
Смысл усовершенствований или альтернатив курительным изделиям обычно заключался в обеспечении ощущений, связанных с курением сигарет, сигар или курительных трубок, но без доставки значительного количества продуктов неполного сгорания и пиролиза. С этой целью предложено множество курительных продуктов, генераторов аромата и медицинских ингаляторов, которые используют электрическую энергию для испарения или нагревания легкоиспаряемого материала или пытаются обеспечить ощущения курения сигарет, сигар или курительных трубок без существенного сжигания табака. См., например, различные альтернативные курительные изделия, устройства доставки аэрозоля и источники для вырабатывания тепла, изложенные в уровне техники, как описано в патенте США № 7,726,320 под авторством Robinson и др. и в публикациях заявок на патент США № 2013/0255702 под авторством Griffith Jr. и др. и № 2014/0096781 под авторством Sears и др., которые включены в настоящий документ посредством ссылки. Также см., например, различные типы курительных изделий, устройств доставки аэрозоля и источников для вырабатывания тепла с электрическим приводом, ссылка на которые приведена посредством торговой марки и источника коммерческой информации в публикации заявки на патент США № 2015/0220232 под авторством Bless и др., которая включена в настоящий документ посредством ссылки. Дополнительные типы курительных изделий, устройств доставки аэрозоля и источников для вырабатывания тепла с электрическим приводом, ссылка на которые приведена посредством товарного знака и источника коммерческой информации в публикации заявки на патент США № 2015/0245659 под авторством DePiano и др., которая также включена в настоящий документ посредством ссылки. Другие характерные сигареты или курительные изделия, которые были описаны и, в некоторых случаях, стали доступны в продаже, включают такие, которые описаны в патенте США № 4,735,217 под авторством Gerth и др.; патентах США № 4,922,901, № 4,947,874 и № 4,947,875 под авторством Brooks и др.; патенте США № 5,060,671 под авторством Counts и др.; патенте США № 5,249,586 под авторством Morgan и др.; патенте США № 5,388,594 под авторством Counts и др.; патенте США № 5,666,977 под авторством Higgins и др.; патенте США № 6,053,176 под авторством Adams и др.; патенте США № 6,164,287 под авторством White; патенте США № 6,196,218 под авторством Voges; патенте США № 6,810,883 под авторством Felter и др.; патенте США № 6,854,461 под авторством Nichols; патенте США № 7,832,410 под авторством Hon; патенте США № 7,513,253 под авторством Kobayashi; патенте США № 7,726,320 под авторством Robinson и др.; патенте США № 7,896,006 под авторством Hamano; патенте США № 6,772,756 под авторством Shayan; публикации заявки на патент США № 2009/0095311 под авторством Hon; публикациях заявок на патент США № 2006/0196518, 2009/0126745 и № 2009/0188490 под авторством Hon; публикации заявки на патент США № 2009/0272379 под авторством Thorens и др.; публикациях заявок на патент США № 2009/0260641 и 2009/0260642 под авторством Monsees и др.; публикациях заявок на патент США № 2008/0149118 и 2010/0024834 под авторством Oglesby и др.; публикации заявки на патент США № 2010/0307518 под авторством Wang; и WO 2010/091593 под авторством Hon, которые включены в настоящий документ посредством ссылки.
Репрезентативные продукты, которые сходны по многим атрибутам с сигаретами, сигарами или трубками традиционных типов являются доступными на рынке как ACCORD, производимые компанией Philip Morris Incorporated; ALPHA™, JOYE 510™ и M4™, производимые компанией InnoVapor LLC; CIRRUS™ и FLING™, производимые компанией White Cloud Cigarettes; BLU™, производимые компанией Lorillard Technologies, Inc.; COHITA™, COLIBRI™, ELITE CLASSIC™, MAGNUM™, PHANTOM™ и SENSE™, производимые компанией EPUFFER International Inc.; DUOPRO™, STORM™ и VAPORKING, производимые компанией Electronic Cigarettes, Inc.; EGAR™, производимые компанией Egar Australia; eGo-C™ и eGo-T™, производимые компанией Joyetech; ELUSION™, производимые компанией Elusion UK Ltd; EONSMOKE, производимые компанией Eonsmoke LLC; FIN™TM, производимые компанией FIN Branding Group, LLC; SMOKE, производимые компанией Green Smoke Inc. USA; GREENARETTE™, производимые компанией Greenarette LLC; HALLIGAN™, HENDU™, JET™, MAXXQ™, PINK™ и PITBULL™, производимые компанией Smoke Stik; HEATBAR™, производимые компанией Philip Morris International, Inc.; HYDRO IMPERIAL™ и LXE™, производимые компанией Crown7; LOGIC™ и THE CUBAN™, производимые компанией LOGIC Technology; LUCI производимые компанией Luciano Smokes Inc.; METRO, производимые компанией Nicotek, LLC; NJOY и ONEJOY™, производимые компанией Sottera, Inc.; NO. 7™, производимые компанией SS Choice LLC; PREMIUM ELECTRONIC CIGARETTE™, производимые компанией PremiumEstore LLC; RAPP E-MYSTICK™, производимые компанией Ruyan America, Inc.; RED DRAGON™, производимые компанией Red Dragon Products, LLC; RUYAN, производимые компанией Ruyan Group (Holdings) Ltd.; SF, производимые компанией Smoker Friendly International, LLC; GREEN SMART SMOKER, производимые компанией The Smart Smoking Electronic Cigarette Company Ltd.; SMOKE ASSIST, производимые компанией Coastline Products LLC; SMOKING EVERYWHERE, производимые компанией Smoking Everywhere, Inc.; V2CIGS™, производимые компанией VMR Products LLC; VAPOR NINE™, производимые компанией VaporNine LLC; VAPOR4LIFE, производимые компанией Vapor 4 Life, Inc.; VEPPO™, производимые компанией E-CigaretteDirect, LLC; VUSE, производимые компанией R. J. Reynolds Vapor Company; Mistic Menthol product, производимые компанией Mistic Ecigs; и the Vype product, производимые компанией CN Creative Ltd. Другие электрические устройства доставки аэрозоля, и, в частности, устройства, которые были охарактеризованы как так называемые электронные сигареты, продавали под товарными знаками COOLER VISIONS™; DIRECT E-CIG™; DRAGONFLY™; EMIST™; EVERSMOKE™; GAMUCCI; HYBRID FLAME™; KNIGHT STICKS™; ROYAL BLUES™; SMOKETIP; SOUTH BEACH SMOKE™.
Изделия, которые вырабатывают вкус или аромат курения путем электрического нагрева табака или полученных из табака материалов, обладают несоответствующими эксплуатационными характеристиками. Курительные изделия с электрическим нагревом могут также быть ограничены во многих случаях необходимостью большой мощности батареи. Соответственно, предпочтительным является предоставление курительного изделия, которое может обеспечить ощущения курения сигарет, сигар или курительных трубок без существенного сгорания путем выполнения индукционного нагрева.
РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение относится к устройствам доставки аэрозоля, выполненным с возможностью выработки аэрозоля и которые, в некоторых вариантах реализации, могут быть названы электронными сигаретами или сигаретами с нагревом, но без горения. Как описано ниже, устройства доставки аэрозоля включают квазирезонансный обратноходовой преобразователь с трансформатором, содержащим индукционный передатчик и индукционный приемник. Индукционный передатчик может содержать катушку, выполненную с возможностью создания переменного магнитного поля (например, магнитного поля, которое периодически изменяется со временем) при направлении через него переменного тока. Индукционный приемник может быть по меньшей мере частично размещен в индукционном передатчике и может содержать проводящий материал. Таким образом, путем направления переменного тока через индукционный передатчик в индукционном приемнике могут создаваться вихревые токи за счет индукции. Вихревые токи, протекающие через сопротивление материала, образующего индукционный приемник, могут нагревать его с помощью джоулевой теплоты. Таким образом, индукционный приемник, который может образовывать атомайзер, может нагреваться беспроводным способом с образованием аэрозоля из композиции предшественника аэрозоля, расположенной вблизи индукционного приемника. Используемый в настоящей заявке нагрев беспроводным способом относится к нагреву, который возникает посредством атомайзера, который физически электрически не связан с (электрическим) источником питания.
Настоящее изобретение включает в себя, без ограничения, следующие примеры реализаций.
Пример реализации 1: Устройство доставки аэрозоля, содержащее композицию предшественника аэрозоля и квазирезонансный обратноходовой преобразователь, выполненный с возможностью вызывать испарение компонентов композиции предшественника аэрозоля с получением аэрозоля, причем квазирезонансный обратноходовой преобразователь содержит трансформатор, содержащий индукционный передатчик и индукционный приемник; конденсатор, который с индукционным передатчиком образует колебательный контур; и транзистор, который выполнен с возможностью циклического переключения, с тем чтобы вызывать генерирование индукционным передатчиком колебательного магнитного поля и индуцирования переменного напряжения в индукционном приемнике под воздействием указанного колебательного магнитного поля, при этом переменное напряжение вызывает выработку индукционным приемником тепла с испарением, таким образом, компонентов композиции предшественника аэрозоля, причем каждый из циклов включает интервал включения (on-interval), в котором транзистор включен с обеспечением возможности протекания тока через индукционный передатчик, что вызывает генерирование индукционным передатчиком магнитного поля, в котором обеспечена возможность накопления индукционным передатчиком энергии, и интервал выключения (off-interval), в котором транзистор выключен с прекращением протекания тока через индукционный передатчик, что вызывает исчезновение магнитного поля, при этом исчезновение магнитного поля обеспечивает возможность передачи энергии от индукционного передатчика к индукционному приемнику и возможность зарядки конденсатора с обеспечением, таким образом, формы кривой напряжения на стоке транзистора, причем квазирезонансный обратноходовой преобразователь также содержит компаратор с двумя входными клеммами, соединенными с каждой из сторон конденсатора между конденсатором и стоком транзистора, при этом компаратор выполнен с возможностью определения минимума в форме кривой напряжения во время интервала выключения, в котором транзистор выключен, и выработки в ответ выходного сигнала, с тем чтобы вызывать включение транзистора на интервал включения.
Пример реализации 2: Устройство доставки аэрозоля по любому предшествующему примеру реализации или любой комбинации любых предшествующих примеров реализации, в котором композиция предшественника аэрозоля содержит твердый табачный материал, полутвердый табачный материал или жидкую композицию предшественника аэрозоля.
Пример реализации 3: Устройство доставки аэрозоля по любому предшествующему примеру реализации или любой комбинации любых предшествующих примеров реализации, в котором квазирезонансный обратноходовой преобразователь также содержит первый и второй делители напряжения, вводы которых соединены с каждой из сторон конденсатора, причем две вводные клеммы компаратора соединены с выводами соответствующего одного из первого и второго делителей напряжения и, таким образом, соединены с каждой из сторон конденсатора.
Пример реализации 4: Устройство доставки аэрозоля по любому предшествующему примеру реализации или любой комбинации любых предшествующих примеров реализации, в котором компаратор реализован сопроцессором, который также выполнен с возможностью реализации контроллера широтно-импульсной модуляции (ШИМ), который выполнен с возможностью приема выходного сигнала от компаратора и в ответ на него управления транзистором для включения на интервал включения.
Пример реализации 5: Устройство доставки аэрозоля по любому предшествующему примеру реализации или любой комбинации любых предшествующих примеров реализации, в котором сопроцессор также выполнен с возможностью реализации фильтра импульсных помех, соединенного с компаратором и ШИМ-контроллером и расположенного между ними, причем фильтр импульсных помех выполнен с возможностью приема импульсных помех от выходного сигнала компаратора и их удаления из выходного сигнала с выработкой, таким образом, отфильтрованного выходного сигнала, а ШИМ-контроллер выполнен с возможностью приема отфильтрованного выходного сигнала и в ответ на него управления транзистором для включения на интервал включения.
Пример реализации 6: Устройство доставки аэрозоля по любому предшествующему примеру реализации или любой комбинации любых предшествующих примеров реализации, в котором сопроцессор реализован в виде программируемой системы на кристалле (programmable system-on-chip (PSoC)).
Пример реализации 7: Устройство доставки аэрозоля по любому предшествующему примеру реализации или любой комбинации любых предшествующих примеров реализации, в котором компаратор реализован сопроцессором, который также выполнен с возможностью реализации фильтра импульсных помех, который выполнен с возможностью приема импульсных помех от выходного сигнала компаратора и их удаления из выходного сигнала.
Пример реализации 8: Устройство доставки аэрозоля по любому предшествующему примеру реализации или любой комбинации любых предшествующих примеров реализации, в котором сопроцессор реализован в виде программируемой системы на кристалле.
Пример реализации 9: Устройство доставки аэрозоля по любому предшествующему примеру реализации или любой комбинации любых предшествующих примеров реализации, в котором компаратор реализован сопроцессором, который реализован в виде программируемой системы на кристалле и который также выполнен с возможностью реализации контроллера широтно-импульсной модуляции (ШИМ) и фильтра импульсных помех, соединенного с компаратором и ШИМ-контроллером и расположенного между ними, причем фильтр импульсных помех выполнен с возможностью приема импульсных помех от выходного сигнала компаратора и их удаления из выходного сигнала с выработкой, таким образом, отфильтрованного выходного сигнала, а ШИМ-контроллер выполнен с возможностью приема отфильтрованного выходного сигнала и в ответ на него управления транзистором для включения на интервал включения.
Пример реализации 10: Устройство доставки аэрозоля по любому предшествующему примеру реализации или любой комбинации любых предшествующих примеров реализации, в котором компаратор реализован отдельным электронным компонентом или схемой, состоящей из дискретных электронных компонентов.
DS(on)
Пример реализации 11: Устройство доставки аэрозоля по любому предшествующему примеру реализации или любой комбинации любых предшествующих примеров реализации, в котором транзистор имеет сопротивление (R) сток-исток в открытом состоянии, которое обратно пропорционально времени переключения транзистора и которое прямо пропорционально времени, за которое в индукционном приемнике индуцируется переменное напряжение с выработкой, таким образом, тепла.
Пример реализации 12: Устройство доставки аэрозоля по любому предшествующему примеру реализации или любой комбинации любых предшествующих примеров реализации, также содержащее источник питания, соединенный с электрической нагрузкой, которая содержит трансформатор, причем источник питания выполнен с возможностью подачи тока на нагрузку, а количество тепла, выработка которого вызывается индукционным приемником, прямо пропорционально интенсивности тока, поданного источником питания.
Пример реализации 13: Устройство доставки аэрозоля по любому предшествующему примеру реализации или любой комбинации любых предшествующих примеров реализации, в котором источник питания содержит перезаряжаемую первичную батарею и перезаряжаемую вторичную батарею в параллельном соединении.
Пример реализации 14: Устройство доставки аэрозоля по любому предшествующему примеру реализации или любой комбинации любых предшествующих примеров реализации, в котором индукционный приемник содержит катушку, причем количество тепла, выработка которого вызывается индукционным приемником, прямо пропорционально длине катушки.
Пример реализации 15: Управляющий корпус для устройства доставки аэрозоля, содержащий кожух, имеющий отверстие, образованное на одном его конце и выполненное с возможностью приема элемента источника аэрозоля, который образует нагретый конец и мундштучный конец и содержит композицию предшественника аэрозоля; а внутри кожуха квазирезонансный обратноходовой преобразователь, содержащий: трансформатор, содержащий индукционный передатчик и индукционный приемник; конденсатор, который с индукционным передатчиком образует колебательный контур; и транзистор, который выполнен с возможностью циклического переключения, с тем чтобы вызывать генерирование индукционным передатчиком колебательного магнитного поля и индуцирования переменного напряжения в индукционном приемнике под воздействием указанного колебательного магнитного поля, при этом переменное напряжение вызывает выработку индукционным приемником тепла и, когда элемент источника аэрозоля вставлен в кожух, испарения компонентов композиции предшественника аэрозоля с получением аэрозоля, причем каждый из циклов включает интервал включения, в котором транзистор включен с обеспечением возможности протекания тока через индукционный передатчик, что вызывает генерирование индукционным передатчиком магнитного поля, в котором обеспечена возможность накопления индукционным передатчиком энергии, и интервал выключения, в котором транзистор выключен с прекращением протекания тока через индукционный передатчик, что вызывает исчезновение магнитного поля, при этом исчезновение магнитного поля обеспечивает возможность передачи энергии от индукционного передатчика к индукционному приемнику и возможность зарядки конденсатора с обеспечением, таким образом, формы кривой напряжения на стоке транзистора, причем квазирезонансный обратноходовой преобразователь также содержит компаратор с двумя входными клеммами, соединенными с каждой из сторон конденсатора между конденсатором и стоком транзистора, при этом компаратор выполнен с возможностью определения минимума в форме кривой напряжения во время интервала выключения, в котором транзистор выключен, и выработки в ответ выходного сигнала, с тем чтобы вызывать включение транзистора на интервал включения.
Пример реализации 16: Управляющий корпус по любому предшествующему примеру реализации или любой комбинации любых предшествующих примеров реализации, в котором квазирезонансный обратноходовой преобразователь также содержит первый и второй делители напряжения, вводы которых соединены с каждой из сторон конденсатора, причем две вводные клеммы компаратора соединены с выводами соответствующего одного из первого и второго делителей напряжения и, таким образом, соединены с каждой из сторон конденсатора.
Пример реализации 17: Управляющий корпус по любому предшествующему примеру реализации или любой комбинации любых предшествующих примеров реализации, в котором компаратор реализован сопроцессором, который также выполнен с возможностью реализации контроллера широтно-импульсной модуляции (ШИМ), который выполнен с возможностью приема выходного сигнала от компаратора и в ответ на него управления транзистором для включения на интервал включения.
Пример реализации 18: Управляющий корпус по любому предшествующему примеру реализации или любой комбинации любых предшествующих примеров реализации, в котором компаратор реализован сопроцессором, который также выполнен с возможностью реализации фильтра импульсных помех, который выполнен с возможностью приема импульсных помех от выходного сигнала компаратора и их удаления из выходного сигнала.
Пример реализации 19: Управляющий корпус по любому предшествующему примеру реализации или любой комбинации любых предшествующих примеров реализации, в котором компаратор реализован сопроцессором, который реализован в виде программируемой системы на кристалле и который также выполнен с возможностью реализации контроллера широтно-импульсной модуляции (ШИМ) и фильтра импульсных помех, соединенного с компаратором и ШИМ-контроллером и расположенного между ними, причем фильтр импульсных помех выполнен с возможностью приема импульсных помех от выходного сигнала компаратора и их удаления из выходного сигнала с выработкой, таким образом, отфильтрованного выходного сигнала, а ШИМ-контроллер выполнен с возможностью приема отфильтрованного выходного сигнала и в ответ на него управления транзистором для включения на интервал включения.
Пример реализации 20: Управляющий корпус по любому предшествующему примеру реализации или любой комбинации любых предшествующих примеров реализации, в котором компаратор реализован отдельным электронным компонентом или схемой, состоящей из дискретных электронных компонентов.
Пример реализации 21: Управляющий корпус для устройства доставки аэрозоля, содержащий кожух, соединенный или выполненный с возможностью соединения с картриджем, оснащенным индукционным приемником и содержащим композицию предшественника аэрозоля; а внутри кожуха квазирезонансный обратноходовой преобразователь, содержащий: индукционный передатчик, который с индукционным приемником образует трансформатор; конденсатор, который с индукционным передатчиком образует колебательный контур; и транзистор, который выполнен с возможностью циклического переключения, с тем чтобы вызывать генерирование индукционным передатчиком колебательного магнитного поля и индуцирования переменного напряжения в индукционном приемнике при соединении кожуха с картриджем и под воздействием на индукционный приемник указанного колебательного магнитного поля, при этом переменное напряжение вызывает выработку индукционным приемником тепла и, таким образом, возможность испарения компонентов композиции предшественника аэрозоля с получением аэрозоля, причем каждый из циклов включает интервал включения, в котором транзистор включен с обеспечением возможности протекания тока через индукционный передатчик, что вызывает генерирование индукционным передатчиком магнитного поля, в котором обеспечена возможность накопления индукционным передатчиком энергии, и интервал выключения, в котором транзистор выключен с прекращением протекания тока через индукционный передатчик, что вызывает исчезновение магнитного поля, при этом исчезновение магнитного поля обеспечивает возможность передачи энергии от индукционного передатчика к индукционному приемнику и возможность зарядки конденсатора с обеспечением, таким образом, формы кривой напряжения на стоке транзистора, причем квазирезонансный обратноходовой преобразователь также содержит компаратор с двумя входными клеммами, соединенными с каждой из сторон конденсатора между конденсатором и стоком транзистора, при этом компаратор выполнен с возможностью определения минимума в форме кривой напряжения во время интервала выключения, в котором транзистор выключен, и выработки в ответ выходного сигнала, с тем чтобы вызывать включение транзистора на интервал включения.
Пример реализации 22: Управляющий корпус по любому предшествующему примеру реализации или любой комбинации любых предшествующих примеров реализации, в котором квазирезонансный обратноходовой преобразователь также содержит первый и второй делители напряжения, вводы которых соединены с каждой из сторон конденсатора, причем две вводные клеммы компаратора соединены с выводами соответствующего одного из первого и второго делителей напряжения и, таким образом, соединены с каждой из сторон конденсатора.
Пример реализации 23: Управляющий корпус по любому предшествующему примеру реализации или любой комбинации любых предшествующих примеров реализации, в котором компаратор реализован сопроцессором, который также выполнен с возможностью реализации контроллера широтно-импульсной модуляции (ШИМ), который выполнен с возможностью приема выходного сигнала от компаратора и в ответ на него управления транзистором для включения на интервал включения.
Пример реализации 24: Управляющий корпус по любому предшествующему примеру реализации или любой комбинации любых предшествующих примеров реализации, в котором компаратор реализован сопроцессором, который также выполнен с возможностью реализации фильтра импульсных помех, который выполнен с возможностью приема импульсных помех от выходного сигнала компаратора и их удаления из выходного сигнала.
Пример реализации 25: Управляющий корпус по любому предшествующему примеру реализации или любой комбинации любых предшествующих примеров реализации, в котором компаратор реализован сопроцессором, который реализован в виде программируемой системы на кристалле и который также выполнен с возможностью реализации контроллера широтно-импульсной модуляции (ШИМ) и фильтра импульсных помех, соединенного с компаратором и ШИМ-контроллером и расположенного между ними, причем фильтр импульсных помех выполнен с возможностью приема импульсных помех от выходного сигнала компаратора и их удаления из выходного сигнала с выработкой, таким образом, отфильтрованного выходного сигнала, а ШИМ-контроллер выполнен с возможностью приема отфильтрованного выходного сигнала и в ответ на него управления транзистором для включения на интервал включения.
Пример реализации 26: Управляющий корпус по любому предшествующему примеру реализации или любой комбинации любых предшествующих примеров реализации, в котором компаратор реализован отдельным электронным компонентом или схемой, состоящей из дискретных электронных компонентов.
Эти и другие признаки, аспекты и преимущества раскрытия настоящего изобретения станут очевидными по прочтении приведенного ниже подробного описания с сопроводительными чертежами, которые кратко описаны ниже. Раскрытие настоящего изобретения включает в себя любую комбинацию из двух, трех, четырех или более признаков или элементов, раскрытых в данном изобретении, независимо от того, намеренно ли такие признаки или элементы объединены или иным образом изложены в конкретном варианте реализации, описанном в настоящем документе. Данное изобретение предназначено для целостного прочтения, так что любые отдельные признаки или элементы изобретения в любых его аспектах и примерах реализаций должны рассматриваться как комбинируемые, если контекст изобретения явно не предписывает иное.
Таким образом, следует понимать, что данное раскрытие сущности изобретения приведено только для целей резюмирования некоторых примеров реализаций так, чтобы обеспечить базовое понимание некоторых аспектов изобретения. Соответственно, следует понимать, что описанные выше примеры реализаций являются только примерами и не должны истолковываться как каким-либо образом сужающие объем или сущность изобретения. Другие примеры реализаций, аспекты и преимущества будут очевидными из приведенного ниже подробного описания, рассматриваемого вместе с сопроводительными чертежами, на которых показаны, в качестве примера, принципы некоторых описанных примеров реализаций.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Таким образом, после описания данного изобретения в вышеизложенных общих терминах, ниже приведены ссылки на сопроводительные чертежи, которые необязательно выполнены в масштабе, и на которых:
на ФИГ. 1 и 2 показан вид в перспективе устройства доставки аэрозоля, содержащего картридж и управляющий корпус, которые соответственно соединены друг с другом и отсоединены друг от друга, согласно примеру реализации раскрытия настоящего изобретения;
на ФИГ. 3 и 4 показаны соответственно вид с разнесением деталей и вид в разрезе управляющего корпуса, показанного на ФИГ. 1, в котором его индукционный передатчик образует трубчатую конфигурацию, согласно примеру реализации;
на ФИГ. 5 показан вид в разрезе управляющего корпуса, показанного на ФИГ. 1, в котором его индукционный передатчик образует конфигурацию для намотки, согласно примеру реализации;
на ФИГ. 6 и 7 показаны соответственно вид с разнесением деталей и вид в разрезе картриджа, показанного на ФИГ. 1, в котором его подложка проходит во внутреннее отделение, заданное емкостью, согласно примеру реализации;
на ФИГ. 8 показан вид в разрезе устройства доставки аэрозоля, показанного на ФИГ. 1, содержащего управляющий корпус. показанный на ФИГ. 3, и картридж, показанный на ФИГ. 6, согласно примеру реализации;
на ФИГ. 9 и 10 показан вид в перспективе устройства доставки аэрозоля, содержащего управляющий корпус и элемент источника аэрозоля, которые соответственно соединены друг с другом и отсоединены друг от друга, согласно другому примеру реализации раскрытия настоящего изобретения;
на ФИГ. 11 и 12 показаны соответственно вид спереди и вид в разрезе устройства доставки аэрозоля согласно примеру реализации;
на ФИГ. 13 и 14 показаны соответственно вид спереди и вид в разрезе устройства доставки аэрозоля согласно другому примеру реализации;
На ФИГ. 15 и 16 показаны соответственно вид спереди и вид в разрезе несущего цилиндра согласно примеру реализации; и
На ФИГ. 17 и 18 показан квазирезонансный обратноходовой преобразователь согласно некоторым примерам реализации.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение описано более подробно ниже со ссылкой на примеры его реализаций. Эти примеры реализаций описаны таким образом, что данное раскрытие основательно, полно и всецело передает объем изобретения для специалиста в данной области техники. В действительности, настоящее изобретение может быть реализовано во многих различных формах и не должно рассматриваться как ограниченное вариантами реализации, приведенными в настоящем документе; напротив, эти варианты реализации приведены для того, чтобы данное изобретение соответствовало применимым законодательным требованиям. В данном описании и в прилагаемой формуле изобретения грамматическая конструкция, указывающая на то, что элемент приводится в единственном числе, также подразумевает и множественное число, если контекст изобретения явно не предписывает иное. Кроме того, хотя в настоящем документе может быть сделана ссылка на количественные показатели, значения, геометрические соотношения или тому подобное, если не указано иное, любой один или более, если не все из них, могут быть абсолютными или приблизительными для учета приемлемых изменений, которые могут произойти, например, из-за технических допусков или тому подобного.
Как описано ниже, примеры реализаций раскрытия настоящего изобретения относятся к устройствам доставки аэрозоля. Устройства доставки аэрозоля согласно раскрытию настоящего изобретения используют электрическую энергию для нагрева материала (предпочтительно без сжигания материала в какой-либо значительной степени) с образованием вдыхаемого вещества; и компоненты таких систем имеют форму изделий, наиболее предпочтительно, являющихся достаточно компактными для того, чтобы считаться портативными устройствами. Другими словами, использование компонентов предпочтительных устройств доставки аэрозоля не приводит к образованию дыма в том смысле, что аэрозоль возникает главным образом из побочных продуктов сгорания или пиролиза табака, но скорее, использование указанных предпочтительных систем приводит к образованию паров, образующихся в процессе выпаривания или испарения определенных компонентов, включенных в них. В некоторых примерах реализаций компоненты устройств доставки аэрозоля могут быть охарактеризованы как электронные сигареты, и указанные электронные сигареты наиболее предпочтительно включают табак и/или компоненты, полученные из табака, и, таким образом, доставляют компоненты, полученные из табака, в виде аэрозоля.
Вырабатывающие аэрозоль средства определенных предпочтительных устройств доставки аэрозоля могут обеспечить множество ощущений (например, ритуалы вдоха и выдоха, типы вкусов и ароматов, органолептические эффекты, физическое ощущение, ритуалы использования, визуальные сигналы, такие как те, которые обеспечены посредством видимого аэрозоля, и тому подобное) курения сигареты, сигары или трубки, которые обусловлены поджиганием и сжиганием табака (и затем вдыханием табачного дыма) без в какой-либо значительной степени сгорания каких-либо их компонентов. Например, пользователь вырабатывающего аэрозоль средства согласно раскрытию настоящего изобретения может держать и использовать это средство подобно тому, как курильщик использует курительное изделие традиционного вида, осуществляя затяжку через один конец указанного средства для вдыхания аэрозоля, образованного этим средством, выполняя или осуществляя затяжки в выбранные промежутки времени и тому подобное.
Хотя системы в целом описаны в настоящем документе в условиях вариантов реализаций, связанных с устройствами доставки аэрозоля, такими как так называемые «е-электронные сигареты», следует понимать, что механизмы, компоненты, признаки и способы могут быть осуществлены во множестве различных форм и связаны с различными изделиями. Например, приведенное в настоящем документе описание может быть использовано совместно с вариантами реализаций традиционных курительных изделий (например, сигареты, сигары, трубки и т.п.), сигаретами с нагревом, но без горения, и связано с упаковкой для любых продуктов, раскрытых в настоящем документе. Соответственно, следует понимать, что описание механизмов, компонентов, признаков и способов, раскрытых в настоящем документе, приведены в условиях вариантов реализаций, относящихся к устройствам доставки аэрозоля только в качестве примера и могут быть реализованы и использованы в различных других продуктах и способах.
Предложенные устройства 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, вдыхаемые вещества могут быть по существу в виде пара (например, вещество, которое находится в газообразной фазе при температуре ниже его критической точки). В качестве альтернативы, вдыхаемые вещества могут находиться в форме аэрозоля (т.е. взвеси тонких твердых частиц или жидких капель в газе). В целях простоты используемый в настоящей заявке 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 или не являются видимыми и имеют или не имеют форму, которая может считаться «подобной дыму».
При использовании, предложенные устройства доставки аэрозоля могут быть использованы в различных физических действиях человека, использующего курительное изделие традиционного типа (например, сигарету, сигару или трубку, которую употребляют путем зажигания и вдыхания табака). Например, пользователь устройства доставки аэрозоля по настоящему изобретению может держать это изделие, как курительное изделие традиционного вида, осуществляя затяжку через один конец указанного изделия для вдыхания аэрозоля, образованного этим изделием, выполняя или осуществляя затяжки в выбранные промежутки времени и тому подобное.
Устройства доставки аэрозоля согласно раскрытию настоящего изобретения в целом содержат ряд компонентов, расположенных внутри наружного корпуса или оболочки, которые могут именоваться 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, продолговатый корпус, напоминающий форму сигареты или сигары, может быть образован из одного единого кожуха, или продолговатый кожух может быть образован из двух или более отделяемых корпусов. Например, устройство доставки аэрозоля может содержать продолговатую оболочку или корпус, которые могут по существу иметь трубчатую форму и, таким образом, напоминать форму обычной сигареты или сигары. В одном примере все компоненты устройства доставки аэрозоля расположены в одном кожухе. В качестве альтернативы устройство доставки аэрозоля может содержать два или более кожухов, которые соединены и являются разъемными. Например, устройство доставки аэрозоля может иметь на одном конце управляющий корпус, содержащий кожух, содержащий один или более многоразовых компонентов (например, аккумулятор, такой как перезаряжаемую батарею и/или перезаряжаемый суперконденсатор, и различное электронное оборудование для управления работой этого изделия), а на другом конце присоединяемый к нему с возможностью съема внешний корпус или оболочку, содержащие одноразовую часть (например, одноразовый картридж, содержащий ароматизатор). Более конкретные форматы, конфигурации и компоновки компонентов, расположенных внутри блоков типа единого кожуха или внутри блока типа кожуха, выполненного с возможностью разъединения и состоящего из множества частей, будут очевидны в свете дальнейшего раскрытия изобретения, представленного ниже. Кроме того, конфигурация различных устройств доставки аэрозоля и компоновка компонентов могут быть понятны при рассмотрении имеющихся в продаже электронных устройств доставки аэрозоля.
Устройства доставки аэрозоля согласно раскрытию настоящего изобретения наиболее предпочтительно содержат некоторую комбинацию источника питания (например, источника электропитания), по меньшей мере одного управляющего компонента (например, средства для приведения в действие, управления, регулирования и прекращения подачи питания для выработки тепла, например, посредством управления электрическим током от источника питания к другим компонентам устройства доставки аэрозоля), нагревателя (например, электрический резистивного или индукционного нагревателя или компонента(ов), обычно называемого или называемых «частью атомайзера») и композиции предшественника аэрозоля (например, твердого табачного материала, полутвердого табачного материала или жидкой композиции предшественника аэрозоля), и области мундштучного конца или кончика для обеспечения возможности осуществлять затяжку через устройство доставки аэрозоля для вдыхания аэрозоля (например, обеспечения заданного пути для воздушного потока через изделие, так что вырабатываемый аэрозоль может быть выведен из него после осуществления затяжки).
В предложенном устройстве доставки аэрозоля выравнивание компонентов может быть различным. В конкретных вариантах реализации композиция предшественника аэрозоля может быть расположена возле конца устройства доставки аэрозоля, которое может быть выполнено с возможностью расположения ближе ко рту пользователя, чтобы увеличить доставку аэрозоля к пользователю. Однако не исключены и другие конфигурации. В целом нагреватель может быть расположен достаточно близко к композиции предшественника аэрозоля так, что тепло от нагревателя может испарять предшественник аэрозоля (а также один или более ароматизаторов, медикаментов и т.п., которые также могут быть обеспечены для доставки пользователю) и образовывать аэрозоль для доставки пользователю. Когда нагреватель нагревает композицию предшественника аэрозоля, аэрозоль формируется, высвобождается или генерируется в физической форме, подходящей для вдыхания потребителем. Следует отметить, что указанные выше термины следует считать взаимозаменяемыми, так что формы указанного термина, такие как «высвобождать», «высвобождение», «высвобождает» или «высвобожденный», включают в себя формы, такие как «формировать» или «генерировать», «формирование» или «генерирование», «формирует» или «генерирует» и «сформированный» или «сгенерированный». В частности, пригодное для вдыхания вещество высвобождается в форме пара или аэрозоля или их смеси, причем такие условия также использованы как взаимозаменяемые в настоящем документе, если не указано иное.
Как указано выше, устройство доставки аэрозоля может содержать батарею или другой источник питания для обеспечения электрического тока, достаточного для обеспечения различных функций устройства доставки аэрозоля, таких как питание нагревателя, питание систем управления, питание индикаторов и тому подобное. Источник питания может иметь различные варианты реализации. Предпочтительно источник питания выполнен с возможностью подачи достаточной энергии для быстрой активации нагревателя для формирования аэрозоля и снабжения энергией устройства доставки аэрозоля для его использования в течение необходимого периода времени. Источник питания предпочтительно имеет размер, пригодный для удобного размещения в устройстве доставки аэрозоля таким образом, что устройством доставки аэрозоля можно удобно пользоваться. Кроме того, предпочтительный источник питания выполнен достаточно легким и не препятствует желаемому процессу курения.
Более конкретные форматы, конфигурации и компоновки компонентов в устройстве доставки аэрозоля в соответствии с настоящим изобретением будут очевидны в свете дальнейшего раскрытия изобретения, представленного ниже. Кроме того, выбор различных компонентов устройств доставки аэрозоля может быть понятен при рассмотрении имеющихся в продаже электронных устройств доставки аэрозоля. Далее, расположение компонентов внутри устройства доставки аэрозоля можно также оценить при рассмотрении имеющихся в продаже электронных устройств доставки аэрозоля.
Как описано ниже, настоящее изобретение относится к устройствам доставки аэрозоля. Устройства доставки аэрозоля могут быть выполнены с возможностью нагрева композиции предшественника аэрозоля с получением аэрозоля. Композиция предшественника аэрозоля может содержать одно или более из следующего: твердый табачный материал, полутвердый табачный материал или жидкая композиция предшественника аэрозоля. В некоторых вариантах реализации устройства доставки аэрозоля могут быть выполнены с возможностью нагрева и получения аэрозоля из текучей композиции предшественника аэрозоля (например, жидкой композиции предшественника аэрозоля). Такое устройство доставки аэрозоля может представлять собой так называемые электронные сигареты.
Характерные типы компонентов и составов жидкого предшественника аэрозоля известны и охарактеризованы в патенте США № 7,726,320 под авторством Robinson и др., в патенте США № 9,254,002 под авторством Chong и др. и в публикациях заявок на патент США № 2013/0008457 под авторством Zheng и др.; № 2015/0020823 под авторством Lipowicz и др. и № 2015/0020830 под авторством Koller, а также публикации заявки на патент РСТ WO 2014/182736 под авторством Bowen и др. и патенте США № 8,881,737 под авторством Collett и др., раскрытия которых включены в настоящий документ посредством ссылки. Другие предшественники аэрозоля, которые могут быть использованы, включают предшественники аэрозоля, которые включены в любой из ряда характерных продуктов, указанных выше. Также предпочтительны так называемые «дымовые соки» для электронных сигарет, которые доступны от компании Johnson Creek Enterprises LLC. С предшественником аэрозоля могут использоваться варианты реализации шипучих материалов, описанные, в качестве примера, в публикации заявки на патент США № 2012/0055494 под авторством Hunt и др., которая включена в настоящий документ посредством ссылки. Кроме того, использование шипучих материалов описано, например, в патентах США № 4,639,368 под авторством Niazi и др., № 5,178,878 под авторством Wehling и др., № 5,223,264 под авторством Wehling и др., № 6,974,590 под авторством Pather и др., № 7,381,667 под авторством Bergquist и др., № 8,424,541 под авторством Crawford и др., № 8,627,828 под авторством Strickland и др., и № 9,307,787 под авторством Sun и др., а также в публикации заявки на патент США № 2010/0018539 под авторством Brinkley и др. и в публикации заявки на патент PCT № WO 97/06786 под авторством Johnson и др., все из которых включены в настоящий документ посредством ссылки.
В других вариантах реализации устройства доставки аэрозоля могут содержать устройства с нагревом, но без горения, выполненные с возможностью нагрева твердой композиции предшественника аэрозоля (например, экструдированного табачного стержня) или полутвердой композиции предшественника аэрозоля (например, несущей глицерин табачной пасты). Характерные типы и составы твердой и полутвердой композиций предшественника аэрозоля описаны в патенте США № 8,424,538 под авторством Thomas и др., в патенте США № 8,464,726 под авторством Sebastian и др., в публикации заявки на патент США № 2015/0083150 под авторством Conner и др., в публикации заявки на патент США № 2015/0157052 под авторством Ademe и др., и в публикации заявки на патент США № 2017/0000188 под авторством Nordskog и др., все из которых включены в настоящий документ посредством ссылки.
Независимо от типа нагретой композиции предшественника аэрозоля, устройство доставки аэрозоля может содержать нагреватель, выполненный с возможностью нагрева композиции предшественника аэрозоля. В некоторых вариантах реализации нагреватель представляет собой индукционный нагреватель. Такие нагреватели часто содержат индукционный передатчик и индукционный приемник. Индукционный передатчик может содержать катушку, выполненную с возможностью создания переменного магнитного поля (например, магнитного поля, которое периодически изменяется со временем) при направлении через него переменного тока. Индукционный приемник может быть по меньшей мере частично размещен в индукционном передатчике и может содержать проводящий материал. Путем направления переменного тока через индукционный передатчик в индукционном приемнике могут создаваться вихревые токи за счет индукции. Вихревые токи, протекающие через сопротивление материала, образующего индукционный приемник, могут нагревать его с помощью джоулевой теплоты (т.е. за счет эффекта Джоуля). Индукционный приемник, который может образовывать атомайзер, может нагреваться беспроводным способом с образованием аэрозоля из композиции предшественника аэрозоля, расположенной вблизи индукционного приемника.
Количество тепла, вырабатываемого индукционным приемником, может быть пропорционально квадрату величины электрического тока, умноженной на электрическое сопротивление материала индукционного приемника. В вариантах реализации индукционного приемника, содержащего ферромагнитные материалы, тепло также может генерироваться за счет потерь на магнитный гистерезис. Несколько факторов способствуют повышению температуры индукционного приемника, в том числе, без ограничения, близость к индукционному передатчику, распределение магнитного поля, удельное электрическое сопротивление материала индукционного приемника, магниная индукция насыщения, скин-эффекты или глубину, потери на гистерезис, магнитная восприимчивость, магнитная проницаемость и дипольный момент материала.
В этом отношении, индукционный передатчик и индукционный приемник могут содержать электрически проводящий материал. В качестве примера, индукционный передатчик и/или индукционный приемник могут содержать различные проводящие материалы, в том числе металлы, такие как медь и алюминий, сплавы проводящих материалов (например, диамагнитные, парамагнитные или ферромагнитные материалы) или другие материалы, такие как керамика или стекло с одним или более проводящими материалами, встроенными в него. В другом варианте реализации индукционный приемник может содержать проводящие частицы. В некоторых вариантах реализации индукционный приемник может быть покрыт теплопроводящим пассивирующим слоем или иным образом содержать его (например, тонкий слой стекла).
В некоторых примерах индукционный передатчик и индукционный приемник могут образовывать электрический трансформатор. В некоторых примерах трансформатор и связанные схемы, включающие ШИМ-инвертор, могут быть выполнены с возможностью работы в соответствии с подходящим стандартом беспроводной передачи энергии, таким как стандарт интерфейса Qi, разработанный компанией Wireless Power Consortium (WPC), стандарт интерфейса Power Matters Alliance (PMA), разработанный компанией PMA, стандарт интерфейса Rezence, разработанный компанией Alliance for Wireless Power (A4WP), и тому подобное.
В некоторых вариантах реализации устройства доставки аэрозоля могут содержать управляющий корпус и картридж в случае так называемых электронных сигарет или управляющий корпус и элемент источника аэрозоля в случае так называемых устройств с нагревом, но без горения. В случае как электронных сигарет или устройств с нагревом, но без горения, управляющий корпус может быть многоразовым, тогда как картридж/элемент источника аэрозоля может быть выполнен с возможностью ограниченного числа применений и/или выполнен с возможностью одноразового использования. Картридж/элемент источника аэрозоля может содержать композицию предшественника аэрозоля. Для нагрева композиции предшественника аэрозоля, нагреватель может быть расположен вблизи композиции предшественника аэрозоля, например, по ширине управляющего корпуса и картриджа, или в управляющем корпусе, в котором может быть расположен элемент источника аэрозоля. Управляющий корпус может содержать источник питания, который может быть перезаряжаемым или сменным и, таким образом, управляющий корпус может быть повторно использован с множеством картриджей/элементов источника аэрозоля. Управляющий корпус может также включать датчик расхода для определения того, когда пользователь осуществляет затяжку на картридже/элементе источника аэрозоля.
В более конкретных вариантах реализации управляющий корпус и картридж/элемент источника аэрозоля могут быть названы как одноразовые или как многоразового применения. Например, управляющий корпус может иметь источник питания, такой как сменная батарея или перезаряжаемая батарея, твердотельная батарея, тонкопленочная твердотельная батарея, перезаряжаемый суперконденсатор и тому подобное, и, таким образом, быть скомбинирован с любым типом технологии перезарядки, включая подключение к обычному настенному зарядному устройству, подключение к автомобильному зарядному устройству (например, гнезду прикуривателя), подключение к компьютеру, например, через кабель или разъем универсальной последовательной шины (USB) (например, USB 2.0, 3.0, 3.1, USB типа C), подключение к фотоэлектрическому элементу (иногда указан как солнечный фотоэлемент) или к солнечной панели солнечных фотоэлементов или беспроводному радиочастотному (RF) зарядному устройству. Также в некоторых примерах реализаций в случае электронной сигареты картридж может представлять собой картридж одноразового использования, как описано в патенте США № 8,910,639 под авторством Chang и др., который включен в настоящий документ посредством ссылки.
Примеры источников электроэнергии описаны в патенте США № 9,484,155 под авторством Peckerar и др. и в публикации заявки на патент США № 2017/0112191 под авторством Sur и др., поданной 21 октября 2015 года, раскрытия которых включен в настоящий документ посредством ссылки. Относительно датчика расхода, характерные регулирующие электрический ток компоненты и другие управляющие электрическим током компоненты, включая различные микроконтроллеры, датчики и переключатели для устройств доставки аэрозоля, описаны в патентах США № 4,735,217 под авторством Gerth и др.; № 4,922,901, № 4,947,874 и № 4,947,875 под авторством Brooks и др.; № 5,372,148 под авторством McCafferty и др.; № 6,040,560 под авторством Fleischhauer и др.; № 7,040,314 под авторством Nguyen и др.; № 8,205,622 под авторством Pan, все из которых включены в настоящий документ посредством ссылки. Также сделана ссылка на различные схемы управления, описанные в патенте США № 9,423,152 под авторством Ampolini и др., который включен в настоящий документ посредством ссылки.
В предложенном устройстве доставки аэрозоля могут быть использованы другие дополнительные компоненты. Например, патент США № 5,154,192 под авторством Sprinkel и др. раскрывает индикаторы для курительных изделий; патент США № 5,261,424 под авторством Sprinkel Jr. раскрывает пьезоэлектрические датчики, которые могут быть выполнены на ротовом конце устройства для регистрации активности губ пользователя, связанной с выполнением затяжки, с последующим запуском нагревания; патент США № 5,372,148 под авторством McCafferty и др. раскрывает датчик затяжки для управления потоком энергии в массиве тепловой нагрузки в ответ на сопротивление затяжке мундштука; патент США № 5,967,148 под авторством Harris и др. раскрывает приемные гнезда в курительном устройстве, которые включают идентификатор, обнаруживающий неоднородность в величине инфракрасной проницаемости вставленного компонента, и контроллер, выполняющий программу обнаружения при вводе компонента в приемное гнездо; патент США № 6,040,560 под авторством Fleischhauer и др. описывает определенный выполняемый энергетический цикл с множественными дифференциальными фазами; патент США № 5,934,289 под авторством Watkins и др. раскрывает фотонно-оптронные компоненты; патент США № 5,954,979 под авторством Counts и др. раскрывает средства для изменения сопротивления затяжке через курительное устройство; патент США № 6,803,545 под авторством Blake и др. раскрывает определенные конфигурации батареи для использования в курительных устройствах; патент США № 7,293,565 под авторством Griffen и др. раскрывает различные системы зарядки для использования с курительными устройствами; патент США № 8,402,976 под авторством Fernando и др. раскрывает компьютерные средства связи для курительных устройств, предназначенные для облегчения зарядки и позволяющие выполнять автоматизированный контроль устройства; патент США № 8,689,804 под авторством Fernando и др. раскрывает системы идентификации для курительных устройств; и в публикации заявки на патент PCT WO 2010/003480 под авторством Flick раскрывает систему регистрации потока текучей среды, показывающую наличие затяжки в системе выработки аэрозоля; причем содержание всех вышеуказанных изобретений полностью включено в настоящую заявку посредством ссылки.
Дальнейшие примеры компонентов, связанных с электронными изделиями доставки аэрозоля и раскрывающих материалы и компоненты, которые могут быть использованы в настоящем изделии, описаны в патентах США № 4,735,217 под авторством Gerth и др.; № 5,249,586 под авторством Morgan и др.; № 5,666,977 под авторством Higgins и др.; № 6,053,176 под авторством Adams и др.; № 6,164,287 под авторством White; № 6,196,218 под авторством Voges; № 6,810,883 под авторством Felter и др.; № 6,854,461 под авторством Nickols; № 7,832,410 под авторством Hon; № 7,513,253 под авторством Kobayashi; № 7,896,006 под авторством Hamano; № 6,772,756 под авторством Shayan; № 8,156,944 и № 8,375,957 под авторством Hon; № 8,794,231 под авторством Thorens и др.; № 8,851,083 под авторством Oglesby и др.; № 8,915,254 и 8,925,555 под авторством Monsees и др.; № 9,220,302 под авторством DePiano и др.; публикациях заявок на патент США № 2006/0196518 и № 2009/0188490 под авторством Hon; публикации заявки на патент США № 2010/0024834 под авторством Oglesby и др.; публикации заявки на патент США № 2010/0307518 под авторством Wang; публикации заявки на патент PCT WO 2010/091593 под авторством Hon и публикации заявки на патент PCT WO 2013/089551 под авторством Foo, которые полностью включены в настоящий документ посредством ссылки. Кроме того, публикация заявки на патент США № 2017/0099877 под авторством Worm и др. раскрывает капсулы, которые могут быть включены в устройства доставки аэрозоля, и конфигурации для устройств доставки аэрозоля в форме брелока, и включен в настоящий документ посредством ссылки. Разнообразные материалы, раскрытые в вышеупомянутых документах, могут быть включены в настоящие устройства в различных вариантах реализации и все вышеприведенные раскрытия полностью включены в настоящий документ посредством ссылки.
На ФИГ. 1-8 показаны варианты реализации устройства доставки аэрозоля, содержащего управляющий корпус и картридж в случае электронной сигареты. Более конкретно, на ФИГ. 1 показано устройство 100 доставки аэрозоля согласно примеру реализации раскрытия настоящего изобретения. Как указано, устройство доставки аэрозоля может содержать управляющий корпус 102 и картридж 104. Управляющий корпус и картридж могут быть выровнены с обеспечением возможности работы постоянно или с возможностью рассоединения. В этом отношении, на ФИГ. 1 показано устройство доставки аэрозоля в соединенной конфигурации, а на ФИГ. 2 показано устройство доставки аэрозоля в разъединенной конфигурации. Различные механизмы могут соединять картридж и управляющий корпус, например, в виде резьбового сцепления, сцепления с плотной посадкой, посадки с натягом, магнитного сцепления и тому подобного. В некоторых примерах реализаций устройство доставки аэрозоля может быть по существу стержнеобразным, по существу трубчатой формы или по существу цилиндрической формы, когда управляющий корпус и картридж находятся в собранной конфигурации.
На ФИГ. 3 управляющий корпус 102 устройства доставки аэрозоля 100 в разнесенном виде согласно примеру реализации раскрытия настоящего изобретения. Как показано на чертеже, управляющий корпус может содержать индукционный передатчик 302, наружный корпус 304, датчик 306 расхода (например, датчик затяжки или выключатель давления), управляющий компонент 308 (например, микропроцессор, сам по себе являющийся микроконтроллером или представляющий его часть, печатную монтажную плату (PCB), которая содержит микропроцессор и/или микроконтроллер, т.п.), разделитель 310, источник 312 питания (например, батарею, которая может быть перезаряжаемой, и/или перезаряжаемый суперконденсатор), печатную плату с индикатором 314 (например, светоизлучающий диод (LED)), контур 316 соединительного элемента и концевую крышку 318.
В одном варианте реализации индикатор 314 может содержать один или более светоизлучающих диодов, светоизлучающих диодов на квантовых точках или тому подобное. Индикатор может быть соединен с возможностью передачи данных с управляющим компонентом 308 посредством контура 316 соединительного элемента и может светиться, например, во время выполнения затяжки пользователем через картридж (например, картридж 104, показанный на ФИГ. 2), соединенный с управляющим корпусом 102, что обнаруживается датчиком 306 расхода. Концевая крышка 318 может быть выполнена с возможностью того, чтобы сделать видимым освещение, обеспеченное под ней индикатором. Соответственно, индикатор может светиться во время использования устройства 100 доставки аэрозоля, чтобы имитировать зажженный конец курительного изделия. Однако в других вариантах реализации индикатор может быть обеспечен в различных количествах и может иметь различные формы, и может даже представлять собой отверстие в наружном корпусе (такое как для подачи звука при наличии таких индикаторов).
Каждый из компонентов управляющего корпуса 102 может быть по меньшей мере частично размещен в наружном корпусе 304. Наружный корпус может проходить от взаимодействующего конца 304’ к наружному концу 304”. Концевая крышка 318 может быть расположена на наружном конце наружного корпуса или может взаимодействовать с ним. Таким образом, концевая крышка, которая может быть полупрозрачной или прозрачной, может светиться с помощью индикатора 314, чтобы имитировать зажженный конец курительного изделия или выполнять другие функции, как описано выше. Противоположный взаимодействующий конец наружного корпуса может быть выполнен с возможностью взаимодействия с картриджем 104.
На ФИГ. 4 схематично показан частичный вид в разрезе управляющего корпуса 102 вблизи взаимодействующего конца 304’ наружного корпуса 304. Как показано на чертеже, индукционный передатчик 302 может проходить вблизи взаимодействующего конца наружного корпуса. В одном варианте реализации, как показано на ФИГ. 3 и 4, индукционный передатчик может образовывать трубчатую конфигурацию. Как показано на ФИГ. 4, индукционный передатчик может содержать опору 402 для катушки и катушку 404. Опора для катушки, которая может образовывать трубчатую конфигурацию, может быть выполнена с возможностью обеспечения опоры для катушки таким образом, что катушка не вступает в контакт с индукционным приемником или другими конструкциями и не приводит к короткому замыканию с ними. Опора для катушки может содержать непроводящий материал, который может быть по существу прозрачным для колебательного магнитного поля, вырабатываемого катушкой. Катушка может быть встроена в опору для катушки или иным образом соединена с ней. В показанном варианте реализации катушка взаимодействует с внутренней поверхностью опоры для катушки так, чтобы уменьшить любые потери, связанные с передачей колебательного магнитного поля на индукционный приемник. Однако в других вариантах реализации катушка может быть расположена на наружной поверхности опоры для катушки или полностью встроена в опору для катушки. Кроме того, в некоторых вариантах реализации катушка может содержать электрическую дорожку, нанесенную посредством печати на опору для катушки или иным образом соединенную с ней, или провод. В каждом варианте реализации катушка может образовывать геликоидальную конфигурацию.
В альтернативном варианте реализации, как показано на ФИГ. 5, индукционный передатчик 302 может содержать катушку 404 без опоры 402 для катушки. В каждом варианте реализации индукционный передатчик может образовывать внутреннюю камеру 406, вокруг которой проходит индукционный передатчик.
Как дополнительно показано на ФИГ. 3-5, в некоторых вариантах реализации индукционный передатчик 302 может быть соединен с несущим элементом 320. Несущий элемент может быть выполнен с возможностью взаимодействия с индукционным передатчиком и поддерживает индукционный передатчик в наружном корпусе 304. Например, индукционный передатчик может быть встроен или иным образом соединен с несущим элементом таким образом, что индукционный передатчик плотно расположен в наружном корпусе. В качестве дополнительного примера индукционный передатчик может быть изготовлен литьем под давлением в несущем элементе.
Несущий элемент 320 может взаимодействовать с внутренней поверхностью наружного корпуса 304 с обеспечением выравнивания несущего элемента в отношении наружного корпуса. Таким образом, в результате плотного соединения между несущим элементом и индукционным передатчиком 302 продольная ось индукционного передатчика может проходить по существу параллельно продольной оси наружного корпуса. Таким образом, индукционный передатчик может быть расположен без контакта с наружным корпусом, чтобы избежать передачи тока от индукционного передатчика к наружному корпусу. Однако в некоторых вариантах реализации, как показано на ФИГ. 5, между индукционным передатчиком 302 и наружным корпусом 304 может быть расположена необязательная изоляция 502 для предотвращения между ними контакта. Как можно понять, изоляция и несущий элемент могут содержать непроводящий материал, такой как изоляционный полимер (например, пластик или целлюлозу), стекло, каучук или фарфор. В качестве альтернативы, индукционный передатчик может находиться в контакте с наружным корпусом в вариантах реализации, в которых наружный корпус образован из непроводящего материала, такого как пластик, стекло, каучук или фарфор.
Как подробно описано ниже, индукционный передатчик 302 может быть выполнен с возможностью приема электрического тока от источника 312 питания и беспроводного нагрева картриджа 104 (см., например, ФИГ. 2). Таким образом, как показано на ФИГ. 4 и 5, индукционный передатчик может содержать электрические соединители 408, выполненные с возможностью подачи на него электрического тока. Например, электрические соединители могут соединять индукционный передатчик с управляющим компонентом. Таким образом, ток от источника питания может быть выборочно направлен к индукционному передатчику под управлением управляющего компонента. Например, управляющий компонент 312 может направлять ток от источника питания (см., например, ФИГ. 3) к индукционному передатчику при обнаружении затяжки на устройстве 100 доставки аэрозоля датчиком 306 расхода. Электрические соединители могут содержать, в качестве примера, клеммы, провода или любой другой вариант реализации соединителя, выполненного с возможностью передачи через него электрического тока. Кроме того, электрические соединители могут содержать отрицательный электрический соединитель и положительный электрический соединитель.
В некоторых вариантах реализации источник 312 питания может содержать батарею и/или перезаряжаемый суперконденсатор, который может подавать постоянный ток. Как описано в других разделах настоящего документа, работа устройства доставки аэрозоля может требовать направления переменного тока к индукционному передатчику 302 с получением колебательного магнитного поля для индуцирования вихревых токов в индукционном приемнике. Соответственно, в некоторых вариантах реализации управляющий компонент 308 управляющего корпуса 102 может содержать инвертор или инверторную схему, выполненную с возможностью преобразования постоянного тока, подаваемого источником питания, в переменный ток, подаваемый индукционным передатчиком.
На ФИГ. 6 показан картридж 600 в разнесенном виде, который в некоторых примерах может соответствовать картриджу 104, показанному на ФИГ. 1. Как показано на чертеже, картридж 600 может содержать индукционный приемник 602, наружный корпус 604, емкость 606, уплотнительный элемент 608 и подложку 610, которая может содержать композицию предшественника аэрозоля. Наружный корпус 604 может проходить между взаимодействующим концом 604’ и наружным концом 604”. Некоторые или все из оставшихся компонентов картриджа 600 могут быть по меньшей мере частично расположены в наружном корпусе 604.
Картридж 600 может дополнительно содержать мундштук 612. Мундштук 612 может быть выполнен за одно целое с наружным корпусом 604 или контейнером 606 или отдельным компонентом. Мундштук 612 может быть расположен на наружном конце 604” наружного корпуса 604.
На ФИГ. 7 показан вид в разрезе картриджа 600 в собранной конфигурации. Как показано на чертеже, емкость 606 может быть размещена в наружном корпусе 604. Дополнительный уплотнительный элемент 608 может взаимодействовать с контейнером 606 с образованием внутреннего отделения 614. Как дополнительно показано на ФИГ. 7, в некоторых вариантах реализации уплотнительный элемент 608 может дополнительно взаимодействовать с наружным корпусом 604.
В некоторых вариантах реализации уплотнительный элемент 608 может содержать эластичный материал, такой как каучуковый или силиконовый материал. В этих вариантах реализации уплотнительный материал 608 может сжиматься с образованием герметичного уплотнения с емкостью 606 и/или наружным корпусом 604. Для дополнительного улучшения уплотнения между уплотнительным элементом 608 и емкостью 606 и/или наружным корпусом 604 может быть использован адгезив. В другом варианте реализации уплотнительный элемент 608 может содержать неэластичный материал, такой как пластиковый материал или металлический материал. В этих вариантах реализации уплотнительный элемент 608 может быть приклеен к емкости 606 и/или наружному корпусу 604 или приварен к ним (например, посредством ультразвуковой сварки). Соответственно, посредством одного или более из этих механизмов уплотнительный элемент 608 может по существу уплотнять затвор внутреннего отделения 614.
Индукционный приемник 602 может взаимодействовать с уплотнительным элементом 608. В одном варианте реализации индукционный приемник 602 может быть частично встроен в уплотнительный элемент 608. Например, индукционный приемник 602 может быть изготовлен литьем под давлением в уплотнительном элементе 608 таким образом, что между ними образуется герметичное уплотнение и соединение. Соответственно, уплотнительный элемент 608 может удерживать индукционный приемник в желательном положении. Например, индукционный приемник 602 может быть расположен таким образом, что продольная ось индукционного приемника проходит по существу соосно продольной осью наружного корпуса 604.
Кроме того, подложка 610 может взаимодействовать с уплотнительным элементом. В одном варианте реализации подложка 610 может проходить через уплотнительный элемент 608. В этом отношении, уплотнительный элемент 608 может образовывать проходящее через него отверстие 616, в котором размещена подложка 610. Таким образом, подложка 610 может проходить во внутреннее отделение 614. Например, как показано на ФИГ. 7, конец подложки 610 может быть размещен в углублении 618, образованном емкостью 606. Соответственно, каждое из емкости 606 и уплотнительного элемента 608 может взаимодействовать с подложкой 610 и совместно поддерживать подложку в желательном положении. Например, продольная ось подложки 610 может быть расположена по существу соосно с продольной осью индукционного приемника 602. Таким образом, как показано на чертеже, в некоторых вариантах реализации подложка 610 может быть расположена вблизи с индукционным приемником 602, но при отсутствии контакта с ним. Избегая прямого контакта между подложкой 610 и индукционным приемником 602, индукционная катушка может оставаться по существу свободной от скопления остатков от использования, и, следовательно, картридж может быть необязательно дополнительно заправлен композицией предшественника аэрозоля и/или новой подложкой или в противном случае повторно использован. Однако, как описано ниже, в некоторых вариантах реализации прямой контакт между подложкой и индукционным приемником может быть предпочтительным.
В вариантах реализации картриджа 104, в которых композиция предшественника аэрозоля содержит жидкость или другую текучую среду, подложка 610 может быть выполнена с возможностью удерживания в ней композиции предшественника аэрозоля и выпуска из нее пара при нагреве посредством индукционного приемника 602 способом, описанным ниже. В некоторых вариантах реализации подложка 610 может удерживать достаточное количество композиции предшественника аэрозоля, чтобы длиться в желаемой степени. В вариантах реализации может быть предпочтительно обеспечить картридж 104 с увеличенной емкостью композиции предшественника аэрозоля. Примеры материалов, которые могут быть использованы в подложке 610 в вариантах реализации, в которых подложка выполнена с возможностью удерживания текучей композиции предшественника аэрозоля, включают пористую керамику, углерод, ацетилцеллюлозу, полиэтилентерефталат, стекловолокно и пористое спеченное стекло.
В этом отношении, как показано в качестве примера на ФИГ. 6 и 7, в одном варианте реализации емкость 606 может содержать резервуар, и внутреннее отделение 614 может быть выполнено с возможностью приема жидкой композиции предшественника аэрозоля. В этом варианте реализации подложка 610 может содержать элемент для переноса жидкости (например, фитиль), выполненный с возможностью приема композиции предшественника аэрозоля из внутреннего отделения 614 и переноса композиции предшественника аэрозоля вдоль него. Соответственно, композиция предшественника аэрозоля может переноситься из внутреннего отделения 614 в местоположения вдоль продольной длины подложки 610, вокруг которой проходит индукционный приемник 602.
Как можно понять, реализация картриджа 600, показанного на ФИГ. 7, представлена только в целях примера. В этом отношении, в качестве дополнительного примера в настоящем документе предусмотрены различные альтернативные варианты реализации картриджей 104. Следует отметить, что хотя варианты реализации картриджа описаны отдельно в настоящем документе, каждый из соответствующих компонентов и их признаков могут быть скомбинированы любым способом, за исключением случаев, когда в настоящем документе может быть указано иное. В других вариантах реализации устройства доставки аэрозоля управляющий корпус и картридж описаны в публикации заявки на патент США № 2017/0127722 под авторством Davis и др., в публикации заявки на патент США № 2017/0202266 под авторством Sur и др., и в заявке на патент США № 15/352,153 под авторством Sur и др., поданной 15 ноября 2016 года, все из которых включены в настоящий документ посредством ссылки. Кроме того, различные примеры управляющих компонентов и функций, выполняемых этими компонентами, описаны в публикации заявки на патент США № 2014/0096782 под авторством Sears и др., которая включена в настоящий документ посредством ссылки.
Как указано выше, каждый из картриджей 104 раскрытия настоящего изобретения выполнен с возможностью работы совместно с управляющим корпусом 102 для получения аэрозоля. В качестве примера, на ФИГ. 8 показан картридж 600, взаимодействующий с управляющим корпусом. Как показано, когда корпус управления взаимодействует с картриджем 600, индукционный передатчик 302 может по меньшей мере частично окружать, предпочтительно по существу окружать и более предпочтительно полностью окружать индукционный приемник 602 (например, путем прохождения по его окружности). Кроме того, индукционный передатчик 302 может проходить вдоль по меньшей мере части продольной длины индукционного приемника 602 и предпочтительно проходить вдоль большей части продольной длины индукционного приемника и наиболее предпочтительно проходить по существу по всей продольной длине индукционного приемника.
Соответственно, индукционный приемник 602 может быть расположен внутри внутренней камеры 406, вокруг которой проходит индукционный передатчик 302. Соответственно, когда пользователь осуществляет затяжку на мундштуке 612 картриджа 600, датчик 306 давления может регистрировать затяжку. Таким образом, управляющий компонент 308 может направлять ток от источника 312 питания (см., например, ФИГ. 3) к индукционному передатчику 302. Таким образом. индукционный передатчик 302 может вырабатывать колебательное магнитное поле. В результате размещения индукционного приемника 602 во внутренней камере 406, индукционный приемник может подвергаться действию колебательного магнитного поля, создаваемого индукционным передатчиком 302.
Согласно примерам реализации изменение тока в индукционном передатчике 302, направляемого к нему от источника 312 питания (см., например, ФИГ. 3) посредством управляющего компонента 308, может создавать переменное электромагнитное поле, которое проникает в индукционный приемник 602, тем самым генерируя электрические вихревые токи внутри индукционного приемника, которые нагревают индукционный приемник посредством эффекта Джоуля, как описано выше. Переменное электромагнитное поле может быть получено путем направления переменного тока на индукционный передатчик 302. Как указано выше, в некоторых вариантах реализации управляющий компонент 308 может содержать инвертор или инверторную схему, выполненную с возможностью преобразования постоянного тока, подаваемого источником 312 питания, в переменный ток, подаваемый индукционным передатчиком 302.
Соответственно, индукционный приемник 602 может быть нагрет. Тепло, вырабатываемое индукционным приемником 602, может нагревать подложку 610, содержащую композицию предшественника аэрозоля таким образом, что образуется аэрозоль 802. Соответственно, индукционный приемник 602 может содержать атомайзер. За счет расположения индукционного приемника 602 вокруг подложки 610 на по существу одинаковом расстоянии от нее (например, путем выравнивания продольных осей подложки и индукционного приемника) подложка и композиция предшественника аэрозоля могут быть по существу равномерно нагреты.
Аэрозоль 802 может перемещаться вокруг индукционного приемника 602 и индукционного передатчика 302 или через них. Например, как показано на чертеже, в одном варианте реализации индукционный приемник 602 может содержать сетку, экран, спираль, оплетку или другую пористую структуру, образующую множество отверстий, проходящих через нее. В других вариантах реализации индукционный приемник может содержать стержень, встроенный в подложку или иным образом контактирующий с композицией предшественника аэрозоля, множество шариков или частиц, встроенных в подложку или иным образом контактирующих с композицией предшественника аэрозоля, или спеченную структуру. В каждом из этих вариантов реализации аэрозоль 802 может свободно проходить через индукционный приемник 602 и/или подложку, чтобы обеспечить прохождение аэрозоля через мундштук к пользователю.
Аэрозоль 802 может смешиваться с воздухом 804, поступающим через впускные отверстия 410 (см., например, ФИГ. 4), которые могут быть образованы в управляющем корпусе 102 (например, в наружном корпусе 304). Соответственно, смешанные воздух и аэрозоль 806 могут быть направлены к пользователю. Например, смешанные воздух и аэрозоль 806 могут быть направлены к пользователю через одно или более сквозных отверстий 626, образованных в наружном корпусе 604 картриджа 600. В некоторых вариантах реализации уплотнительный элемент 608 может дополнительно включать проходящие через него сквозные отверстия 626, которые могут быть выровнены со сквозными отверстиями 626, образованными в наружном корпусе 604. Однако, как можно понять, схема потока через устройство 100 для доставки аэрозоля может отличаться от конкретной конфигурации, описанной выше, любым из различных способов без отклонения от объема настоящего изобретения.
На ФИГ. 9-16 показаны варианты реализации устройства доставки аэрозоля, содержащего управляющий корпус и элемент источника аэрозоля в случае устройства с нагревом, но без горения. Более конкретно, на ФИГ. 9 показано устройство 900 доставки аэрозоля согласно примеру реализации раскрытия настоящего изобретения. Устройство доставки аэрозоля может содержать управляющий корпус 902 и элемент 904 источника аэрозоля. В различных вариантах реализации элемент источника аэрозоля и управляющий корпус могут быть выровнены с обеспечением возможности работы постоянно или с возможностью рассоединения. В этом отношении, на ФИГ. 9 показано устройство доставки аэрозоля в соединенной конфигурации, а на ФИГ. 10 показано устройство доставки аэрозоля в разъединенной конфигурации. Различные механизмы могут соединять элемент источника аэрозоля и управляющий корпус, например, в виде резьбового сцепления, сцепления с плотной посадкой, посадки с натягом, скользящей посадки, магнитного сцепления и тому подобного. В некоторых вариантах реализации управляющий корпус устройства доставки аэрозоля может быть по существу стержнеобразным, по существу трубчатой формы или по существу цилиндрической формы (такой как, например, варианты реализации раскрытия настоящего изобретения, показанные на ФИГ. 9-14). В других вариантах реализации управляющий корпус может принимать другую портативную форму, такую как форма небольшой коробки.
В различных вариантах реализации раскрытия настоящего изобретения элемент 904 источника аэрозоля может содержать нагретый конец 1002, который выполнен с возможностью вставки в управляющий корпус 902 и мундштучный конец 1004, на котором пользователь осуществляет затяжку для создания аэрозоля. В различных вариантах реализации по меньшей мере часть нагретого конца может содержать композицию 1006 предшественника аэрозоля (иногда называемую пригодным для вдыхания веществом). Композиция предшественника аэрозоля может содержать табаксодержащие шарики, табачные куски, табачные полосы, восстановленный табачный материал или их комбинации и/или смесь мелкоизмельченного табака, табачного экстракта, высушенного распылением экстракта или другой формы табака, смешанной с необязательными неорганическими материалами (такими как карбонат кальция), необязательными ароматизаторами и материалами, образующими аэрозоль. с образованием по существу твердой или формуемой (например, экструдированной) подложки. В различных вариантах осуществления элемент источника аэрозоля или его часть могут быть обернуты во внешний оберточный материал 1008, который может быть образован из любого материала, пригодного для обеспечения дополнительной структуры и/или поддержки элемента источника аэрозоля. В различных вариантах реализации внешний оберточный может содержать материал, который сопротивляется передаче тепла, который может содержать бумагу или другой волокнистый материал, такой как целлюлозный материал. Внешний оберточный материал может также включать по меньшей мере один материал наполнителя, встроенный в волокнистый материал или диспергированный в него. В различных вариантах реализации материал наполнителя может иметь форму водонерастворимых частиц. Дополнительно, материал наполнителя может включать неорганические компоненты. В различных вариантах реализации внешний оберточный материал может быть образован из множества слоев, таких как нижележащий, слой насыпью и вышележащий слой, такой как типичная оберточная бумага в сигарете. Такие материалы могут включать, например, легковесную волокнистую массу из утиля, такую как лен, пенька, сизаль, стебли риса и/или эспарто.
3
В различных вариантах реализации мундштучный конец элемента 904 источника аэрозоля может содержать фильтр 1010, который может быть выполнен из ацетилцеллюлозы или пропиленового материала. В различных вариантах реализации фильтр может увеличивать структурную целостность мундштучного конца элемента источника аэрозоля и/или обеспечивать фильтрующую способность, при желании, и/или обеспечивать сопротивление вытяжке. Например, изделие согласно изобретению может демонстрировать падение давления от примерно 50 мм до примерно 250 мм падения давления воды при 17,5 см на вторичный поток воздуха. В дополнительных вариантах реализации падение давления может составлять от примерно 60 мм до примерно 180 мм или от примерно 70 мм до примерно 150 мм. Величину перепада давления можно измерить с использованием испытательной станции для фильтра Filtrona (серия CTS), доступной от компании Filtrona Instruments and Automation Ltd, или модуль проверки качества (Quality Test Module, QTM), доступный от компании Cerulean Division of Molins, PLC. Толщина фильтра вдоль длины мундштучного конца элемента источника аэрозоля может варьироваться - например, от примерно 2 мм до примерно 20 мм, от примерно 5 мм до примерно 20 мм или от примерно 10 мм до примерно 15 мм. В некоторых вариантах реализации фильтр может быть отделен от внешнего оберточного материала и может удерживаться на месте с помощью внешнего оберточного материала.
Примеры типов внешних оберточных материалов, компонентов оберточных материалов и обработанных оберточных материалов, которые могут быть использованы во внешнем оберточном материале в настоящем изобретении, раскрыты в патентах № 5,105,838 под авторством White и др.; № 5,271,419 под авторством Arzonico и др.; № 5,220,930 под авторством Gentry; № 6,908,874 под авторством Woodhead и др.; № 6,929,013 под авторством Ashcraft и др.; № 7,195,019 под авторством Hancock и др.; № 7,276,120 под авторством Holmes; № 7,275,548 под авторством Hancock и др.; в PCT WO 01/08514 под авторством Fournier и др. и в PCT WO 03/043450 подь авторством Hajaligol, которые включены в настоящий документ посредством ссылки. Типичные упаковочные материалы имеются в продаже в виде классов R. J. Reynolds Tobacco Company 119, 170, 419, 453, 454, 456, 465, 466, 490, 525, 535, 557, 652, 664, 672, 676 и 680 от компании Schweitzer-Maudit International. Пористость оберточного материала может варьироваться и часто составляет от примерно 5 единиц CORESTA до примерно 30000 единиц CORESTA, часто от примерно 10 единиц CORESTA до примерно 90 единиц CORESTA и часто от примерно 8 единиц CORESTA до примерно 80 единиц CORESTA.
Чтобы максимизировать доставку аэрозоля и ароматизатора, которые в противном случае могут быть разбавлены радиальной (т.е. наружной) фильтрацией воздуха через внешнюю оболочку 1008, один или более слоев непористой курительной бумаги могут использоваться для охвата элемента 904 источника аэрозоля (в присутствии внешнего оберточного материала или без него). Примеры подходящей непористой курительной бумаги имеются в продаже от компании Kimberly-Clark Corp. в виде KC-63-5, P878-5, P878-16-2 и 780-63-5. Предпочтительно, внешний оберточный материал представляет собой материал, который является по существу непроницаемым для пара, образованного во время использования изделия согласно изобретению. При необходимости внешний оберточный материал может содержать упругий картонный материал, фольгированный картон, металл, полимерные материалы или тому подобное, и этот материал может быть окружен оберточной курительной бумагой. Внешний оберточный материал может содержать ободковую бумагу, которая окружает компонент и необязательно может быть использована для прикрепления фильтрующего материала к элементу источника аэрозоля, как иначе описано в настоящем документе.
В различных вариантах реализации между композицией 1006 предшественника аэрозоля и мундштучным концом 1004 элемента 904 источника аэрозоля могут существовать другие компоненты, причем мундштучный конец может содержать фильтр. Например, в некоторых вариантах реализации между композицией предшественника аэрозоля и мундштучным концом горловины может быть расположена одна или любая комбинация следующего: воздушный зазор; материалы с фазовым переходом для охлаждения воздуха; средство для высвобождения аромата; ионообменные волокна, способные к селективной химической адсорбции; частицы аэрогеля в качестве фильтрующей среды; и другие подходящие материалы.
Различные варианты реализации настоящего изобретения используют индукционный нагреватель для нагрева композиции 1006 предшественника аэрозоля. Индукционный нагреватель могут содержать трансформатор, который могут содержать индукционный передатчик и индукционный приемник. В различных вариантах реализации индукционный передатчик и/или индукционный приемник могут быть расположены в управляющем корпусе и/или элементе источника аэрозоля. В некоторых случаях композиция предшественника аэрозоля может содержать множество шариков или частиц, встроенных в композицию предшественника аэрозоля или иным образом являющихся ее частью, которая может служить в качестве индукционного приемника или упрощать его функционирование.
На ФИГ. 11 показан вид спереди устройства 900 доставки аэрозоля согласно примеру реализации раскрытия настоящего изобретения, а на ФИГ. 12 показан вид в разрезе устройства доставки аэрозоля, показанного на ФИГ. 11. Как показано на этих чертежах, устройство доставки аэрозоля этого примера реализации содержит трансформатор, содержащий индукционный передатчик и индукционный приемник. В частности, управляющий корпус 902 показанного варианта реализации может содержать кожух 1102, который содержит отверстие 1104, образованное на его взаимодействующем конце, датчик 1106 расхода (например, датчик затяжки или выключатель давления), управляющий компонент 1108 (например, микропроцессор, сам по себе являющийся микроконтроллером или представляющий его часть, печатную монтажную плату (PCB), которая содержит микропроцессор и/или микроконтроллер, т.п.), источник 1110 питания (например, батарею, которая может быть перезаряжаемой, и/или перезаряжаемый суперконденсатор), и концевую крышку, которая содержит индикатор 1112 (например, LED).
В одном варианте реализации индикатор 1112 может содержать один или более светоизлучающих диодов, светоизлучающих диодов на квантовых точках или тому подобное. Индикатор может быть соединен с возможностью передачи данных с управляющим компонентом 1108 и может светиться, например, во время выполнения затяжки пользователем через элемент 904 источника аэрозоля при соединении с управляющим корпусом 902, что обнаруживается датчиком 1106 расхода.
Управляющий корпус 902 варианта реализации, показанного на ФИГ. 11 и 12, содержит индукционный передатчик и индукционный приемник, которые вместе образуют трансформатор. Трансформатор различных реализаций настоящего раскрытия может принимать различные формы, включая варианты реализации, в которых индукционный передатчик и/или индукционный приемник расположены в управляющем корпусе или устройстве 900 доставки аэрозоля. В конкретном варианте реализации, показанном на ФИГ. 11 и 12, индукционный передатчик содержит многослойный материал, который включает в себя фольгированный материал 1114, который окружает несущий элемент 1116 (несущий цилиндр, как показано на чертеже), и индукционный приемник показанного варианта осуществления содержит множество штырьков 1118 приемника, которые проходят от основного элемента 1120 приемника. В некоторых вариантах реализации фольгированный материал может включать в себя электрическую дорожку, нанесенную на него посредством печати, такую как, например, одна или более электрических дорожек, которые могут в некоторых вариантах реализации образовывать геликоидальная структуру, когда фольгированный материал расположен вокруг индукционного приемника. В различных вариантах реализации индукционный приемник и индукционный передатчик могут быть изготовлены из одного или более проводящих материалов, и в дополнительных вариантах реализации индукционный приемник может быть изготовлен из ферромагнитного материала, в том числе, без ограничения, кобальт, железо, никель и их комбинации. В показанном варианте реализации фольгированный материал выполнен из проводящего материала, а штырьки приемника выполнены из ферромагнитного материала. В различных вариантах реализации основной элемент приемника может быть выполнен из непроводящего и/или изоляционного материала.
Как показано на чертеже, индукционный передатчик (фольгированный материал 1114) может проходить вблизи взаимодействующего конца кожуха 1102 и может быть выполнен с возможностью по существу окружать часть нагретого конца 1002 элемента 904 источника аэрозоля, который содержит композицию 1006 предшественника аэрозоля. Таким образом, индукционный передатчик показанного варианта реализации может образовывать трубчатую конфигурацию. Как показано на ФИГ. 11 и 12, индукционный передатчик может окружать несущий элемент 1116. Несущий цилиндр, который может образовывать трубчатую конфигурацию, может быть выполнен с возможностью обеспечения опоры для фольгированного материала таким образом, что фольгированный материал не вступает в контакт с штырьками 1118 индукционного приемника и, таким образом, не приводит к короткому замыканию с ними. Таким образом, несущий цилиндр могут содержать непроводящий материал, который может быть по существу прозрачным для колебательного магнитного поля, вырабатываемого фольгированным материалом. В различных вариантах реализации фольгированный материал может быть встроен в несущий цилиндр или иным образом соединен с ним. В показанном варианте реализации фольгированный материал взаимодействует с наружной поверхностью несущего цилиндра; однако в других вариантах реализации фольгированный материал может быть расположен на наружной поверхности несущего цилиндра или быть полностью встроен в несущий цилиндр.
В показанном варианте реализации несущий цилиндр 1116 может также способствовать упрощению надлежащего расположения элемента 904 источника аэрозоля, когда элемент источника аэрозоля вставлен в кожух 1102. В частности, несущий цилиндр может проходить от отверстия 1104 кожуха к основному элементу 1120 приемника. В показанном варианте реализации внутренний диаметр несущего цилиндра может быть немного больше, чем наружный диаметр соответствующего элемента источника аэрозоля или приблизительно равен ему (например, для создания скользящей посадки) таким образом, что несущий цилиндр направляет элемент источника аэрозоля в надлежащее положение (например, боковое положение) относительно управляющего корпуса 902. В показанном варианте реализации управляющий корпус выполнен таким образом, что когда элемент источника аэрозоля вставлен в управляющий корпус, штырьки 1118 приемника расположены в приблизительном радиальном центре нагретого конца элемента источника аэрозоля. Таким образом, при использовании совместно с экструдированной композицией предшественника аэрозоля, которая определяет трубчатую структуру, штырьки приемника расположены внутри полости, образованной внутренней поверхностью экструдированной трубчатой структуры, и, таким образом, не контактируют с внутренней поверхностью экструдированной трубчатой структуры.
В различных вариантах реализации несущий элемент 1116 передатчика может взаимодействовать с внутренней поверхностью кожуха 1102 с обеспечением выравнивания несущего элемента в отношении кожуха. Таким образом, в результате плотного соединения между несущим элементом и индукционным передатчиком (фольгированным материалом 1114) продольная ось индукционного передатчика может проходить по существу параллельно продольной оси кожуха. В различных вариантах реализации индукционный передатчик может быть расположен без контакта с кожухом, чтобы избежать передачи тока от соединительного устройства передатчика к наружному корпусу. В некоторых вариантах реализации между индукционным передатчиком и кожухом может быть расположена изоляция для предотвращения между ними контакта. Как можно понять, изоляция и несущий элемент могут содержать непроводящий материал, такой как изоляционный полимер (например, пластик или целлюлозу), стекло, каучук, керамику или фарфор. В качестве альтернативы, индукционный передатчик может находиться в контакте с кожухом в вариантах реализации, в которых кожух образован из непроводящего материала, такого как пластик, стекло, каучук, керамика или фарфор.
Альтернативный вариант реализации показан на ФИГ. 13 и 14. Аналогичный вариант реализации, описанный в отношении ФИГ. 11 и 12, вариант реализации, показанный на ФИГ. 13 и 14, включает в себя устройство 1300 доставки аэрозоля, содержащее управляющий орган 1302, который выполнен с возможностью приема элемента 1304 источника аэрозоля. Как указано выше, элемент источника аэрозоля может содержать нагретый конец, который выполнен с возможностью вставки в управляющий корпус, и мундштучный конец 1306, на котором пользователь осуществляет затяжку для создания аэрозоля. По меньшей мере часть нагретого конца может содержать композицию 1308 предшественника аэрозоля, которая может содержать табаксодержащие шарики, табачные куски, табачные полосы, восстановленный табачный материал или их комбинации и/или смесь мелкоизмельченного табака, табачного экстракта, высушенного распылением экстракта или другой формы табака, смешанной с необязательными неорганическими материалами (такими как карбонат кальция), необязательными ароматизаторами и материалами, образующими аэрозоль. с образованием по существу твердой или формуемой (например, экструдированной) подложки. В различных вариантах реализации элемент источника аэрозоля или его часть могут быть обернуты во внешний оберточный материал 1310, который может быть образован из любого материала, пригодного для обеспечения дополнительной структуры и/или поддержки элемента источника аэрозоля. В различных вариантах реализации внешний оберточный может содержать материал, который сопротивляется передаче тепла, который может содержать бумагу или другой волокнистый материал, такой как целлюлозный материал. Различные конфигурации внешних оберточных материалов описаны в отношении примера реализации, показанного на ФИГ. 3 и 4 выше.
В различных вариантах реализации мундштучный конец 1306 элемента 1304 источника аэрозоля может содержать фильтр 1312, который может быть выполнен из ацетилцеллюлозы или пропиленового материала. Как указано выше, в различных вариантах реализации фильтр может увеличивать структурную целостность мундштучного конца элемента источника аэрозоля и/или обеспечивать фильтрующую способность, при желании, и/или обеспечивать сопротивление затяжке. В некоторых вариантах реализации фильтр может быть отделен от внешнего оберточного материала и может удерживаться на месте возле картриджа с помощью внешнего оберточного материала. Различные конфигурации возможных характеристик фильтра описаны в отношении примера реализации, показанного на ФИГ. 3 и 4 выше.
Управляющий корпус 1302 может содержать кожух 1314, который содержит образованное в нем отверстие 1316, датчик 1318 расхода (например, датчик затяжки или выключатель давления), управляющий компонент 1320 (например, микропроцессор, сам по себе являющийся микроконтроллером или представляющий его часть, печатную монтажную плату (PCB), которая содержит микропроцессор и/или микроконтроллер, т.п.), источник 1322 питания (например, батарею, которая может быть перезаряжаемой, и/или перезаряжаемый суперконденсатор), и концевую крышку, которая содержит индикатор 1324 (например, LED). Как указано выше, в одном варианте реализации индикатор может содержать один или более светоизлучающих диодов, светоизлучающих диодов на квантовых точках или тому подобное. Индикатор может быть соединен с возможностью передачи данных с управляющим компонентом и может светиться, например, во время выполнения затяжки пользователем через элемент 1304 источника аэрозоля при соединении с управляющим корпусом, что обнаруживается датчиком расхода. Примеры источников питания, датчиков и различные другие возможные электрические компоненты описаны выше в отношении варианта реализации, показанного на ФИГ. 11 и 12 выше.
Управляющий корпус 1302 варианта реализации, показанного на ФИГ. 13 и 14, содержит индукционный передатчик и индукционный приемник, которые вместе образуют трансформатор. Трансформатор различных реализаций настоящего раскрытия может принимать различные формы, включая варианты реализации, в которых индукционный передатчик и/или индукционный приемник расположены в управляющем корпусе и/или устройстве доставки аэрозоля. В конкретном варианте реализации, показанном на ФИГ. 13 и 14, индукционный передатчик показанного варианта реализации содержит геликоидальную катушку 1326, которая окружает несущий элемент 1328 (несущий цилиндр, как показано на чертеже). В различных вариантах реализации индукционный приемник и индукционный передатчик могут быть изготовлены из одного или более проводящих материалов, и в дополнительных вариантах реализации индукционный приемник может быть изготовлен из ферромагнитного материала, в том числе, без ограничения, кобальт, железо, никель и их комбинации. В показанном варианте реализации геликоидальная катушка выполнена из проводящего материала. В дополнительных вариантах реализации геликоидальная катушка может содержать непроводящее изоляционное покрытие/оберточный материал.
Индукционный приемник показанного варианта реализации содержит единственный штырек 1330 приемника, который проходит от основного элемента 1332 приемника. В различных вариантах реализации штырек приемника, будь то единственный штырек приемника или часть множества штырьков приемника, может иметь множество различных геометрических конфигураций. Например, в некоторых вариантах реализации штырек приемника может иметь цилиндрическое сечение, которое в некоторых вариантах реализации может содержать твердую структуру, а в других вариантах реализации может содержать полую структуру. В других вариантах реализации штырек приемника может иметь квадратное или прямоугольное сечение, которое в некоторых вариантах реализации может содержать твердую структуру, а в других вариантах реализации может содержать полую структуру. В различных вариантах реализации штырьки приемника могут быть выполнены из проводящего материала. В показанном варианте реализации штырек приемника изготовлен из ферромагнитного материала, включающего, без ограничения, кобальт, железо, никель и их комбинации. В различных вариантах реализации основный элемент приемника может быть выполнен из непроводящего и/или изоляционного материала.
Как показано на чертеже, индукционный передатчик (фольгированный материал 1326) может проходить вблизи взаимодействующего конца кожуха 1314 и может быть выполнен с возможностью по существу окружать часть нагретого конца 1002 элемента 1304 источника аэрозоля, который содержит композицию 1310 предшественника аэрозоля. Как показано на ФИГ. 13 и 14, индукционный передатчик может окружать несущий элемент 1328. Несущий цилиндр, который может образовывать трубчатую конфигурацию, может быть выполнен с возможностью обеспечения опоры для геликоидальной катушки таким образом, что катушка не вступает в контакт с штырьком 1330 индукционного приемника и не приводит к короткому замыканию с ним. Таким образом, несущий цилиндр могут содержать непроводящий материал, который может быть по существу прозрачным для колебательного магнитного поля, вырабатываемого геликоидальной катушкой. В различных вариантах реализации геликоидальная катушка может быть встроена в несущий цилиндр или иным образом соединена с ним. В показанном варианте реализации геликоидальная катушка взаимодействует с наружной поверхностью несущего цилиндра; однако в других вариантах реализации геликоидальная катушка может быть расположена на внутренней поверхности несущего цилиндра или быть полностью встроена в несущий цилиндр.
В показанном варианте реализации несущий цилиндр 1328 может также способствовать упрощению надлежащего расположения элемента 1304 источника аэрозоля, когда элемент источника аэрозоля вставлен в кожух 1314. В частности, несущий цилиндр может проходить от отверстия 1319 кожуха к основному элементу 1332 приемника. В показанном варианте реализации внутренний диаметр источника цилиндра для передатчика может быть немного больше, чем наружный диаметр соответствующего элемента источника аэрозоля или приблизительно равен ему (например, для создания скользящей посадки) таким образом, что несущий цилиндр направляет элемент источника аэрозоля в надлежащее положение (например, боковое положение) относительно управляющего корпуса 1302. В показанном варианте реализации управляющий корпус выполнен таким образом, что когда элемент источника аэрозоля вставлен в управляющий корпус, штырек 1330 приемника расположен в приблизительном радиальном центре нагретого конца элемента источника аэрозоля. Таким образом, при использовании совместно с экструдированной композицией предшественника аэрозоля, которая образует трубчатую структуру, штырек приемника расположен внутри полости, образованной внутренней поверхностью экструдированной трубчатой структуры, и, таким образом, не контактирует с внутренней поверхностью экструдированной трубчатой структуры.
Следует отметить, что в некоторых вариантах реализации индукционный приемник может быть частью элемента источника аэрозоля, такого как, например, часть композиции предшественника аэрозоля элемента источника аэрозоля. Такие варианты реализации могут включать или могут не включать дополнительный индукционный приемник, который являются частью управляющего корпуса. Например, композиция предшественника аэрозоля может содержать оплетенную проволочную конструкцию, встроенную в экструдированную трубку. Оплетенная проводная конструкция может содержать ряд переплетенных поперечных проводов, которые могут быть изготовлены из любого одного или более проводящих материалов и также может быть изготовлена из одного или более ферромагнитных материалов, включая, но не ограничиваясь этим, кобальт, железо, никель и их комбинации. В различных вариантах реализации оплетенная проводная конструкция может находиться вблизи внутренней поверхности или наружной поверхности композиции предшественника аэрозоля или может быть расположена внутри экструдированной трубчатой структуры.
В различных вариантах реализации несущий цилиндр передатчика может взаимодействовать с внутренней поверхностью кожуха с обеспечением выравнивания несущего цилиндра в отношении кожуха. Таким образом, в результате плотного соединения между несущим цилиндром и индукционным передатчиком продольная ось индукционного передатчика может проходить по существу параллельно продольной оси кожуха. В различных вариантах реализации индукционный передатчик может быть расположен без контакта с кожухом, чтобы избежать передачи тока от соединительного устройства передатчика к наружному корпусу. В некоторых вариантах реализации между индукционным передатчиком и кожухом может быть расположена изоляция для предотвращения между ними контакта. Как можно понять, изоляция и несущий цилиндр могут содержать непроводящий материал, такой как изоляционный полимер (например, пластик или целлюлозу), стекло, каучук, керамику или фарфор. В качестве альтернативы, индукционный передатчик может находиться в контакте с кожухом в вариантах реализации, в которых кожух образован из непроводящего материала, такого как пластик, стекло, каучук, керамика или фарфор.
Хотя в некоторых вариантах реализации несущий цилиндр и основной элемент приемника могут содержать отдельные компоненты, в других вариантах реализации несущий цилиндр и основной элемент приемника могут быть цельными компонентами. Например, на ФИГ. 15 показан вид спереди несущего элемента 1500 согласно примеру реализации раскрытия настоящего изобретения. На ФИГ. 16 показан вид в разрезе несущего цилиндра 1500, показанного на ФИГ. 15. Как показано на чертежах, несущий цилиндр содержит трубчатую конфигурацию, выполненную с возможностью обеспечения опоры для индукционного передатчика, такого как, например, геликоидальная катушка. Таким образом, наружная поверхность несущего цилиндра может содержать одну или более канавок 1502 катушки, которые могут быть выполнены с возможностью направления, включения или обеспечения опоры иным способом для индукционного передатчика, такого как катушка передатчика. Как показано на ФИГ. 16, несущий цилиндр может быть выполнен за одно целое с основным элементом 1504 приемника, который может быть прикреплен к одному концу несущего цилиндра. Кроме того, в различных вариантах реализации индукционный приемник, например в случае показанного варианта реализации, содержит единственный штырек 1506 приемника, который может содержаться в основном элементе 1332 приемника или проходить из него. В различных вариантах реализации несущий цилиндр и индукционный приемник (в показанном варианте реализации штырек приемника) может быть изготовлен из различных материалов, с тем чтобы избежать создания короткого замыкания с индукционным передатчиком. В частности, несущий цилиндр может содержать непроводящий материал, такой как изолирующий полимер (например, пластик или целлюлоза), стекло, каучук, керамика, фарфор и их комбинации, в то время как индукционный приемник (в проиллюстрированном варианте реализации штырек приемника) может содержать проводящий материал. В различных вариантах реализации индукционный приемник (в показанном варианте реализации штырек приемника) может быть изготовлен из ферромагнитного материала, включающего, без ограничения, кобальт, железо, никель и их комбинации.
В показанном варианте реализации несущий цилиндр выполнен таким образом, что индукционный передатчик, такой как геликоидальная катушка, может взаимодействовать с наружной поверхностью несущего цилиндра; однако в других вариантах реализации несущий цилиндр выполнен таким образом, что индукционный передатчик может быть расположен на внутренней поверхности несущего цилиндра для передатчика или быть полностью встроен в несущий цилиндр.
Другие варианты реализации устройства доставки аэрозоля, управляющего корпуса и элемента источника аэрозоля описаны в заявке на патент США № 15/799,365 под авторством Sebastian и др., поданной 31 октября 2017 года, которая включена в настоящий документ посредством ссылки.
В некоторых примерах как электронной сигареты, так и устройства с нагревом, но без горения, трансформатор, содержащий индукционный передатчик и индукционный приемник, может быть частью квазирезонансного обратноходового преобразователя. В этом отношении, на ФИГ. 17 показан квазирезонансный обратноходовой преобразователь 1700 согласно некоторым примерам реализации. Как показано на чертеже, квазирезонансный обратноходовой преобразователь содержит трансформатор 1702, содержащий индукционный передатчик (показан как индуктор L1) и индукционный приемник (показан как индуктор L2). Индукционный передатчик может соответствовать индукционному передатчику любого из указанных выше примеров реализации, включающих индукционный передатчик 302, фольгу 1114 или геликоидальную катушку 1326. Аналогично, индукционный приемник может соответствовать индукционному передатчику любого из указанных выше примеров реализации, включающих индукционный передатчик 602, штырьки 1118 приемника или штырек 1330 приемника.
Как также показано на чертеже, квазирезонансный обратноходовой преобразователь 1700 содержит конденсатор C (или параллельные конденсаторы), который с индукционным передатчиком образует колебательный контур. Квазирезонансный обратноходовой преобразователь также содержит транзистор Q1, такой как полевой транзистор со структурой металл-оксид-полупроводник (МОП-транзистор). Транзистор, который выполнен с возможностью циклического переключения, с тем чтобы вызывать генерирование индукционным передатчиком колебательного магнитного поля и индуцирования переменного напряжения в индукционном приемнике L2 под воздействием указанного колебательного магнитного поля. Переменное напряжение вызывает генерирование индукционным приемником тепла с испарением таким образом компонентов композиции предшественника аэрозоля устройства доставки аэрозоля (например, устройства 100, 900, 1300).
Согласно примерам реализаций каждый из циклов включает интервал включения и интервал выключения. В интервале включения транзистор Q1 включают для обеспечения протекания тока через индукционный передатчик L1, что вызывает генерирование индукционным передатчиком магнитного поля, в котором индукционный передатчик накапливает энергию. В интервале выключения транзистор выключают для прекращения протекания тока через индукционный передатчик, что вызывает исчезновение магнитного поля. Исчезновение магнитного поля вызывает передачу энергии от индукционного передатчика к индукционному приемнику L2 и зарядку конденсатора C с обеспечением, таким образом, формы кривой напряжения на стоке D транзистора (транзистор также включает в себя исток S и затвор G).
Квазирезонансный обратноходовой преобразователь 1700 также включает компаратор U1 с двумя вводными клеммами +, - , соединенными с каждой из сторон конденсатора C между конденсатором и стоком D транзистора. В некоторых примерах, как также показано на чертеже, квазирезонансный обратноходовой преобразователь 1700 также содержит первый и второй делители 1704a, 1704b напряжения, вводы которых соединены с каждой из сторон конденсатора C. В этих примерах две вводные клеммы +, = компаратора U1 соединены с выводами соответствующего одного из первого и второго делителей напряжения и, таким образом, соединены с каждой из сторон конденсатора. Компаратор выполнен с возможностью определения минимума в форме кривой напряжения во время интервала выключения, в котором транзистор выключен. И в ответ компаратор выполнен с возможностью выработки выходного сигнала для обеспечения включения транзистора на интервал включения.
В некоторых примерах компаратор U1 реализован сопроцессором 1706, таким как программируемая система на кристалле (system-on-chip (PSoC)), подходящие примеры которой включают семью CY8C4Axx аналоговых сопроцессоров PSOC от компании Cypress Semiconductor. В других примерах компаратор U1 реализован отдельным электронным компонентом или схемой, состоящей из дискретных электронных компонентов. Это показано на ФИГ. 18 для квазирезонансного обратноходового преобразователя 1800, который в остальном аналогичен квазирезонансному обратноходовому преобразователю 1700 на ФИГ. 17.
Со ссылкой на ФИГ. 17, в примерах, включающих сопроцессор 1706, сопроцессор может быть также выполнен с возможностью реализации контроллера 1708 широтно импульсной модуляции (ШИМ) и/или фильтра 1710 импульсных помех. ШИМ-контроллер выполнен с возможностью приема выходного сигнала от компаратора U1 и в ответ на него управления транзистором Q1 для включения на интервал включения. Фильтр импульсных помех, который может быть соединен с компаратором и ШИМ-контроллером и расположен между ними, выполнен с возможностью приема импульсных помех от выходного сигнала компаратора и их удаления из выходного сигнала с выработкой, таким образом, отфильтрованного выходного сигнала. В примерах, также включающих ШИМ-контроллер и фильтр импульсных помех, ШИМ-контроллер может быть выполнен с возможностью приема отфильтрованного выходного сигнала и в ответ на него управления транзистором для включения на интервал включения.
DS(on)
В некоторых примерах транзистор Q1 имеет сопротивление (R) сток-исток в открытом состоянии, которое обратно пропорционально времени переключения транзистора. В этих примерах сопротивление в открытом состоянии также прямо пропорционально времени, за которое в индукционном приемнике L2 индуцируется переменное напряжение с выработкой, таким образом, тепла.
В некоторых примерах устройство 100, 900, 1300 доставки аэрозоля также содержит источник V питания, такой как источник 312, 1110, 1322 питания. В этих примерах источник питания соединен с электрической нагрузкой, которая содержит трансформатор 1702, и выполнен с возможностью подачи тока на нагрузку. Количество тепла, выработка которого вызывается индукционным приемником L2, прямо пропорционально интенсивности тока, подаваемого источником питания. В некоторых дополнительных примерах источник питания содержит перезаряжаемую первичную батарею и перезаряжаемую вторичную батарею в параллельном соединении.
В некоторых примерах индукционный приемник L2 содержит катушку. В этих примерах количество тепла, выработка которого вызывается индукционным приемником, прямо пропорционально длине катушки.
Множество модификаций и других вариантов реализации настоящего изобретения будут очевидны специалисту в области техники, к которой относится данное изобретение, использующему раскрытия, представленные в вышеприведенном описании и на прилагаемых чертежах. Таким образом, следует понимать, что данное изобретение не ограничено раскрытыми в настоящем документе конкретными вариантами реализации и предусмотрено, что модификации и другие варианты реализации включены в объем 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.