УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОНАГРЕВА СИГАРЕТ С ФУНКЦИЕЙ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ И ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТИ ВРЕМЕНИ ЕГО РАБОТЫ
DEVICE FOR ELECTRICAL HEATING OF CIGARETTES WITH FUNCTION OF ADJUSTMENT OF TEMPERATURE AND ITS OPERATION TIME

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
[0001] Настоящее изобретение относится к технической области инновационных устройств для нагрева табака и, в частности, к устройству электронагрева сигарет, наделенному функцией регулирования температуры и продолжительности периода времени его работы.
ПРЕДПОСЫЛКИ К СОЗДАНИЮ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0002] При курении традиционных сигарет образуется дым при сгорании табака и сигаретной бумаги при температуре, превышающей 800 градусов Цельсия. При такой высокой температуре происходит термическое разложение табака в процессе пиролиза и горения, при этом из табака выделяются различные газообразные продукты сгорания и фракции, которые не только определяет вкус и аромат табака, но и включают многочисленные нежелательные соединения.
[0003] Существующие широко используемые устройства для электронагрева табака сигарет представляют собой отдельные компоненты и включают зарядное устройство и (или) нагревательный стержневидный элемент. Зарядное устройство используется для зарядки нагревательного стержневидного элемента, и аэрозольобразующий субстрат нагревают нагревательным стержневидным элементом. Тем не менее, как известно из предшествующего уровня техники, температура нагрева и длительность нагрева нагревательного элемента после завершения изготовления изделия являются фиксированными, в результате чего пользователь не имеет возможности регулировать температуру нагрева и длительность нагрева устройства для электро нагрева табака сигарет.
[0004] Существует необходимость в том, чтобы низкотемпературные сигареты выделяли стабильный и не вызывающий дискомфорта аэрозоль. Однако, при использовании устройств для электронагрева сигарет известного уровня техники сложно достичь указанной цели, так как образование аэрозоля связано с материалом субстрата и температурой нагрева субстрата. Изменение аэрозольобразующего субстрата или температуры нагрева может привести к значительному изменению качества аэрозоля, тем самым снижая восприятие пользователем аромата, вкуса и ощущения во рту.
[0005] Кроме того, даже без изменения аэрозольобразующего субстрата, Устройство для электро нагрева сигарет с фиксированной температурой нагрева и длительностью нагрева известного уровня техники не способно обеспечить выделение стабильного и не вызывающего дискомфорт аэрозоля ввиду изменений температуры окружающего воздуха, имеющих место в зимний и летний периоды. В силу значительных изменений температуры окружающего воздуха при одной и той же рабочей температуре нагревательного стержневидного элемента и (или) при одном и том же времени работы, ощущение комфорта, вызываемого образующимся аэрозолем, также будет существенно снижено, тем самым ухудшая восприятие вкуса при курении сигарет.
КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0006] Цель настоящего изобретения заключается в устранении вышеупомянутых недостатков и разрешении проблемы, заключающей в том, что нагревательный стержневидный элемент известного уровня техники функционирует только при постоянной температуре и (или) в течение постоянного периода времени нагрева, таким образом цель изобретения заключается в том, чтобы нагревательный элемент был способен функционировать при использовании различных субстратов и (или) при различной температуре окружающего воздуха. Изобретением предусматривается создание устройства для электронагрева табака сигарет, обеспечивающего наиболее стабильное и комфортное ощущение при курении.
[0007] В соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения предусматривается Устройство для электронагрева табака сигарет, включающее источник электропитания, предназначенный для подачи мощности на нагревательное устройство, нагревательное устройство, соединенное с источником электропитания, и контроллер, предназначенный для регулирования температуры нагревательного устройства на уровне рабочей температуры, при этом нагревательное устройство дополнительно включает устройство регулирования температуры для регулирования рабочей температуры, при этом устройство регулирования температуры обеспечивает установку температуры нагревательного устройства в одном, по меньшей мере, из двух рабочих температурных режимов.
[0008] В соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения устройство для электронагрева сигарет настоящего изобретения дополнительно включает устройство регулирования времени, предназначенное для корректировки длительности нагрева нагревательного устройства, при этом с помощью устройства регулирования времени значение длительности нагрева нагревательного устройства устанавливают на один, по меньшей мере, из двух периодов времени работы.
[0009] В соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения контроллер может быть выполнен в любом приемлемом виде, широко используемом в данной области техники, например, в виде программируемого микроконтроллера, предназначенного для обеспечения контроля за работой устройства для электронагрева табака сигарет, либо в виде специализированной интегральной микросхемы (ASIC), обеспечивающей логическое управления электрическими и рабочими элементами, размещенными в электронагревательном устройстве для сигарет При необходимости управление устройством регулирования температуры и (или) устройством регулирования времени может осуществляться одним контроллером, либо отдельные контроллеры могут быть предусмотрены для устройства регулирования температуры и (или) для устройства регулирования времени.
[0010] В соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения рабочую температуру постоянно регулируют или предварительно устанавливают дискретные значения температуры. При необходимости рабочие температуры включают две, три, четыре или более дискретных значений температуры. При необходимости рабочая температура находится в диапазоне от 150 до 450 градусов Цельсия, предпочтительно в диапазоне от 180 до 380 градусов Цельсия, более предпочтительно 210, 230, 250, 270, 290, 310, 330, 350 или 370 градусов Цельсия.
[0011] В соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения рабочий период времени постоянно регулирую, либо предварительно устанавливают дискретное значение периода времени. При необходимости период времени работы включает дискретные периоды, состоящие из двух, трех, четырех или более пяти периодов времени. При необходимости период времени работы находится в диапазоне от 2-15 минут, предпочтительно в диапазоне от 2,5-10 минут, и более предпочтительно 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 минут.
[0012] В соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения параметры рабочей температуры или период времени работы хранятся в контроллере, либо хранятся в отдельно установленном контроллере. Предпочтительно, чтобы устройство регулирования температуры или устройство регулирования времени представляло собой клавишу, круговую шкалу или кнопку. Параметры рабочей температуры или периода времени работы, хранящиеся в контроллере, могут быть установлены и (или) изменены устройством регулирования температуры или устройством регулирования времени, либо могут быть выбраны. При необходимости устройство регулирования температуры и устройство регулирования времени смонтированы на одной клавише, круговой шкале или кнопке, либо они также могут представлять собой отдельные независимы клавиши, круговые шкалы или кнопки. Предпочтительно, чтобы параметры рабочей температуры и периода времени работы могли представлять собой комбинации, например, чтобы рабочая температура на уровне 355 градусов Цельсия соответствовала периоду времени работы длительностью 5 минут, либо рабочая температура на уровне 310 градусов Цельсия соответствовала периоду времени работы длительностью 7 минут.
[0013] В соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения устройство для электронагрева сигарет настоящего изобретения дополнительно включает индикаторное устройство для отображения установленных параметров температуры или длительности периодов времени. При необходимости индикаторное устройство может представлять собой любое приемлемое устройство, используемое в данной области техники, такое как экран индикации или световой индикатор.
[0014] В соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения устройство для электро нагрева сигарет включает, по меньшей мере, одно зарядное устройство или нагревательный стержневидный элемент. По меньшей мере, нагревательный стержневидный элемент или зарядное устройство снабжено устройством регулирования температуры и (или) устройством регулирования периода времени. Предпочтительно, чтобы как нагревательный стержневидный элемент, так и зарядное устройство были снабжены устройством регулирования температуры и (или) устройством регулирования периода времени. Более предпочтительно, чтобы устройство регулирования температуры и (или) устройство регулирования периода времени, размещенные в зарядном устройстве, позволяли осуществлять корректировку программы и (или) управление нагревательным стержневидным элементом. Зарядное устройство способно направлять соответствующие данные на нагревательный стержневидный элемент, такие как сигналы на выполнение функций, в результате чего обеспечивается выполнение соответствующих операций нагревательным стержневидным элементом в ответ на идентифицированные сигналы и иные соответствующие данные с целью обеспечения управления работой нагревательного стержневидного элемента зарядным устройством.
[0015] В соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения на устройстве для электронагрева сигарет, обеспечивающим непосредственный нагрев субстрата во время рабочего процесса, при этом рабочая температура и (или) период времени работы могут быть отрегулированы устройством регулирования температуры или устройством регулирования времени в зависимости от условий курения в реальном режиме времени.
[0016] В соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения рабочая температура может быть установлена постоянной, либо изменяющейся во времени в течение периода времени работы, и предпочтительно, чтобы рабочая температура могла быть установлена с возможностью изменения во времени в течение периода времени работы и имела кривую изменения температуры во времени. Кривая изменения температуры включает три этапа: первый этап представляет собой этап, на котором температура нагревателя повышается от исходной температуры до максимальной температуры; второй этап представляет собой этап, на котором температура нагревателя понижается от максимальной температуры до рабочей температуры; и третий этап представляет собой этап, на котором температура нагревателя поддерживается на уровне рабочей температуры. Предпочтительно, чтобы максимальная температура находилась в диапазоне от 350 до 450 градусов Цельсия. Предпочтительно, чтобы длительность первого этапа составляла 1-25 секунд, длительность второго этапа составляла 1-25 секунд, и длительность третьего этапа находится в диапазоне от 118 секунд до 14 минут и 20 секунд.
[0017] В соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения нагревательное устройство может включать любой приемлемый резистивный материал. Приемлемые резистивные материалы включают, в частности: керметные нагревательные элементы, токопроводящую керамику, никельсодержащие сплавы, кобальтсодержащие сплавы, хромсодержащие сплавы, алюминийсодержащие сплавы, титансодержащие сплавы, цирконийсодержащие сплавы, гафнийсодержащие сплавы, ниобийсодержащие сплавы, молибденсодержащие сплавы, танталсодержащие сплавы, вольфрамсодержащие сплавы, оловосодержащие сплавы, галийсодержащие сплавы, марганецсодержащие сплавы и железосодержащие сплавы. Предпочтительно, чтобы резистивный материал, содержащийся в нагревательном устройстве, включал вольфрам, марганец и добавку, при этом добавку выбирают из группы, содержащей, по меньшей мере, молибден, рутений, теллур, германий и ванадий.
[0018] В соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения устройство для электронагрева сигарет настоящего изобретения используют для нагревания различных форм аэрозольобразующих субстратов, таких как табак и жидкость для электронных сигарет. При необходимости нагревательные элементы могут включать любое приемлемое количество, и им может быть придана любая приемлемая форма. Например, может быть использовано несколько нагревательных устройств, и приемлемые формы, в частности, включают иглообразную, листовую и конусообразную формы.
[0019] В настоящем изобретении устройство регулирования температуры, обеспечивающее программирование нагревательного стержневидного элемента, размещено на зарядном устройстве, либо устройство регулирования температуры, такое как независимо программируемая клавиша регулирования температуры, может быть размещено на нагревательном стержневидном элементе. Установленная температура постоянно регулируется, либо существует более двух фиксированных уровней температуры. Кроме того, устройство регулирования длительности нагрева, способное программировать нагревательный стержневидный элемент, размещено на зарядном устройстве, либо независимо программируемое устройство регулирования длительности нагрева размещено на нагревательном стержневидном элементе. Настоящее изобретение позволяет пользователям регулировать температуру нагрева и длительность нагрева электронных сигарет с учетом различных аэрозольобразующих субстратов, различных внешних условий, различных сценариев потребления и различных вкусовых предпочтений при курении, а также настоящее изобретение позволяет повысить гибкость использования устройства для электро нагрева табака сигарет в зависимости от различных аэрозольобразующих субстратов.
ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0020] Прилагаемые чертежи приведены для более полного понимания настоящего изобретения и составляют часть описания в сочетании с нижеприведенными конкретными вариантами осуществления с целью пояснения настоящего изобретения, при этом они не ограничивают настоящее изобретение. На прилагаемых чертежах:
[0021] Фиг. 1 - блок-схема, иллюстрирующая зарядное устройство в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;
[0022] Фиг. 2 - блок-схема, иллюстрирующая нагревательный стержневидный элемент в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;
[0023] Фиг. 3 - иллюстрация кривых изменения температуры нагревательного устройства в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;
ПОБРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ НАСТОЯЩЕГО ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0024] На Фиг. 1 приведен иллюстративный пример зарядного устройства в соответствии с настоящим изобретением. Как проиллюстрировано на Фиг. 1, зарядное устройство может включать устройство управления, способное корректировать и регулировать температуру и длительность работы. Нагревательный стержневидный элемент, проиллюстрированный на Фиг. 2, может быть размещен в зарядном устройстве. Кнопка 3 верхней крышки при нажатии на нее предназначена для открывания верхней крышки 5. В зарядном устройстве открыта камера для размещения электронной сигареты или камера для размещения нагревательного стержневидного элемента, в которые вставляют электронную сигарету или нагревательный стержневидный элемент. В варианте осуществления нагревательный стержневидный элемент может быть установлен в указанной камере. При регулировании температуры и длительности нагрева с помощью зарядного устройства нагревательный стержневидный элемент необходимо поместить в зарядное устройство. Позициями 1 и 2 обозначены клавиша регулировки длительности нагрева и клавиша регулировки температуры нагрева. (Либо позиции 1 и 2 могут быть объединены). В варианте осуществления позицией 1 обозначена клавиша регулировки температуры нагрева и позицией 2 обозначена клавиша регулировки длительности нагрева, обе из которых могут быть определены в процессе изготовления изделия или определены пользователем. Например, после длительного нажатия на клавишу регулировки температуры нагрева в течение 2 секунд (или при двукратном нажатии) одна сигнальная лампочка индикатора 4 мигает 5 раз, указывая на то, что установлена первая рабочая температура, например, рабочая температура 310 градусов Цельсия. После длительного нажатия на клавишу регулировки длительности нагрева в течение 2 секунд (или при двукратном нажатии) одна сигнальная лампочка индикатора 4 мигает 5 раз, указывая на то, что установлен первый период времени работы, например, период времени работы, составляющий 6 минут. После длительного нажатия на клавишу регулировки температуры нагрева в течение 3 секунд (или при трехкратном нажатии) две сигнальные лампочки индикатора 4 мигают 5 раз, указывая на то, что установлена вторая рабочая температура, например, рабочая температура 330 градусов Цельсия; после длительного нажатия на клавишу регулировки длительности нагрева в течение 3 секунд (или при трехкратном нажатии) две сигнальные лампочки индикатора 4 мигают 5 раз, указывая на то, что установлен второй период времени работы, например, период времени работы, составляющий 5 минут. После длительного нажатия на клавишу регулировки температуры нагрева в течение 4 секунд (или при четырехкратном нажатии) три сигнальные лампочки индикатора 4 мигают 5 раз, указывая на то, что установлена третья рабочая температура, например, рабочая температура 350 градусов Цельсия. После длительного нажатия на клавишу регулировки длительности нагрева в течение 4 секунд (или при четырехкратном нажатии) три сигнальные лампочки индикатора 4 мигают 5 раз, указывая на то, что установлен третий период времени работы устройства, например, период времени работы, составляющий 4,5 минуты. После длительного нажатия на клавишу регулировки температуры нагрева в течение 5 секунд (или при пятикратном нажатии) четыре сигнальные лампочки индикатора 4 мигают 5 раз, указывая на то, что установлена четвертая рабочая температура, например, рабочая температура 370 градусов Цельсия. После длительного нажатия на клавишу регулировки длительности нагрева в течение 5 секунд (или при пятикратном нажатии) четыре сигнальные лампочки индикатора 4 мигают 5 раз, указывая на то, что установлен четвертый период времени работы, например, период времени работы, составляющий 4 минуты.
[0025] После извлечения нагревательного стержневидного элемента с предварительно установленными рабочей температурой и периодом времени работы из зарядного устройства нагревательный стержневидный элемент обеспечивает нагрев электронной сигареты в соответствии с предварительно установленными рабочей температурой и периодом времени работы для получения потребителем ожидаемого вкуса. При этом повышается комфортность всасывания аэрозоля.
[0026] На Фиг. 2 приведен иллюстративный пример нагревательного стержневидного элемента в соответствии с настоящим изобретением. Как проиллюстрировано на Фиг. 2, устройство регулирования температуры и времени может быть непосредственно размещено на нагревательном стержневидном элементе, а не на зарядном устройстве. Кнопка 6 на нагревательном стержневидном элементе может совместить функции регулировки рабочих температур и периодов времени работы, обеспечивая синхронную корректировку или контроль температуры и времени. Кнопка 6 нагревательного стержневидного элемента может выполнять несколько функций, таких как корректировка программы, переключение и т.д., что может быть определено в зависимости от конкретных потребностей. Начальное определение функций может быть осуществлено на этапе изготовления изделия, либо может быть определено в последующем самим пользователем. Параметры рабочей температуры и период времени работы нагревательного стержневидного элемента могут быть синхронно установлены путем длительного нажатия или двукратного нажатия кнопки 6. Например, после длительного нажатия в течение 2 секунд (или двукратного нажатия) световой индикатор 7 на кнопке 6 загорается один раз, указывая на то, что установлены первая рабочая температура и период времени работы, например, рабочая температура 310°С и период времени работы, составляющий 6 минут. После длительного нажатия в течение 3 секунд (или трехкратного нажатия) световой индикатор 7 на кнопке 6 загорается дважды, указывая на то, что установлены вторая рабочая температура и период времени работы, например, рабочая температура 330°С и период времени работы, составляющий 5 минут. После длительного нажатия в течение 4 секунд (или четырехкратного нажатия) световой индикатор 7 на кнопке 6 загорается трижды, указывая на то, что установлены третья рабочая температура и период времени работы, например, рабочая температура 350°С и период времени работы, составляющий 4,5 минуты. После длительного нажатия в течение 5 секунд (или пятикратного нажатия) световой индикатор 7 на кнопке 6 загорается четырежды, указывая на то, что установлены четвертая рабочая температура и период времени работы, например, рабочая температура 370°С и период времени работы, составляющий 4,5 минуты.
[0027] На Фиг. 3 приведен график изменения рабочих температур нагревательного устройства во времени в течение периода времени работы. На первом этапе температура нагревательного устройства повышается с начальной температуры до максимальной температуры Т1 за время t1, при этом t1 находится в диапазоне 1-25 секунд, максимальная температура Т1 находится в диапазоне 220-520°С. На втором этапе температура нагревательного устройства снижается с максимальной температуры до рабочей температуры Т0 за время t2, при этом t2 находится в диапазоне 1-25 секунд, рабочая температура Т0 находится в диапазоне 150-450°С, и при этом ее уровень ниже максимальной температуры Т1. На третьем этапе температура нагревательного устройства поддерживается на уровне рабочей температуры Т0 за время t3 до завершения периода времени работы. t3 находится в диапазоне от 118 секунд до 14 минут и 20 секунд.
[0028] В одном варианте осуществления t1 установлено на 17 секунд, максимальная температура Т1 установлена на 390°С, t2 установлено на 3 секунды, рабочая температура Т0 установлена на 360°С и t3 установлено на 250 секунд.
[0029] Выше приведено подробное описание предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения, тем не менее, настоящее изобретение не ограничено конкретными деталями в указанных вариантах осуществления. В техническое решение настоящего изобретения могут быть внесены многочисленные несложные изменения, не выходящие за пределы объема технической идеи настоящего изобретения, и при этом все указанные несложные изменения находятся в пределах объема правовой охраны настоящего изобретения.
[0030] При этом следует понимать, что различные специфические технические признаки, описанные в вышеприведенных конкретных вариантах осуществления настоящего изобретения, могут быть скомбинированы любым приемлемым образом, не вызывая противоречий. Во избежание излишних повторов в настоящем изобретении не описаны отдельно различные возможные комбинации.