СИСТЕМЫ ПРЕДОСТАВЛЕНИЯ ПАРА
STEAM GENERATION SYSTEMS

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к системам предоставления пара, таким как системы доставки никотина (например, электронные сигареты и т.п.).
Уровень техники
Электронные системы предоставления пара, такие как электронные сигареты (е-сигареты), в общем, содержат исходное вещество для испарения, например, резервуар с исходной жидкостью, содержащей состав, обычно включающий в себя никотин, или твердое вещество, такое как табачный продукт, из которого получают пар для вдыхания пользователем, например, посредством теплового испарения. Таким образом, система предоставления пара обычно содержит камеру выработки пара, содержащую испаритель, например, нагревательный элемент, устроенный так, чтобы испарять часть исходного вещества для образования пара в камере его выработки. Когда пользователь осуществляет вдох через устройство, а электрическую энергию подают на испаритель, воздух втягивается в устройство через впускные отверстия и поступает в камеру выработки пара, где воздух смешивается с испарившимся исходным веществом, образуя конденсационный аэрозоль. Имеется проход, соединяющий камеру выработки пара с отверстием в мундштуке, так что поступающий воздух, протягиваемый через камеру выработки пара, проходит вдоль этого прохода до отверстия мундштука, перенося с собой некоторое количество пара, и выходит через отверстие мундштука для вдыхания пользователем.
В некоторых системах подачу питания на испаритель активируют вручную, например, пользователь нажимает на кнопку включения, когда хочет получить пар для вдыхания. В некоторых других системах подача питания на испаритель активируется автоматически в ответ на вдох пользователя, например, посредством датчика давления или воздушного потока для обнаружения того, что пользователь осуществляет вдох через устройство.
Количество энергии, подаваемой на испаритель электронной сигареты при активации испарителя, влияет на удобство использования. Вообще говоря, большее количество энергии создаст больше пара, так что пользователь может вдохнуть больше составляющих пар компонентов, таких как никотин и/или ароматизаторы. Также с различным количеством подаваемой на испаритель энергии могут быть связаны и другие эффекты, например, различные температуры пара и размеры конденсированных частиц.
Некоторые электронные сигареты позволяют пользователю в соответствии со своим опытом выбирать при настройке различные уровни мощности для испарителя. Например, некоторые устройства могут содержать две кнопки активации, каждая из которых связана с подачей своей мощности, т.е. по существу имеются кнопка для включения низкого уровня мощности и кнопка для включения высокого уровня мощности. Устанавливать желаемую мощность при включении испарителя могут позволить пользователю и другие устройства, например, через систему меню.
Хотя устройства, которые позволяют пользователю во время использования выбирать различные уровни подаваемой на испаритель мощности, обеспечивают дополнительную желаемую функциональность, было обнаружено, что существующие подходы обеспечения этой функциональности в некоторых отношениях могут не обеспечивать гибкость и удобство пользования.
Изобретение направлено на решение или устранение некоторых из указанных проблем.
Раскрытие изобретения
Первым объектом изобретения является система получения пара, содержащая первый датчик активации; второй датчик активации; программируемую пользователем схему, выполненную с возможностью в ответ на пользовательский ввод сохранять первую пользовательскую настройку мощности для использования в связке с первым датчиком активации и вторую пользовательскую настройку мощности для использования в связке со вторым датчиком активации; и схему управления подачей питания, выполненную с возможностью управлять подачей питания на испаритель для генерации пара из исходного вещества для испарения для вдыхания пользователем, причем схема управления подачей питания выполнена с возможностью управлять подачей питания на испаритель в соответствии с первой пользовательской настройкой мощности в ответ на обнаружение активации пользователем первого датчика активации и управлять подачей питания на испаритель в соответствии со второй пользовательской настройкой мощности в ответ на обнаружение активации пользователем второго датчика активации.
Другим объектом изобретения является средство получения пара, содержащее первое средство активации; второе средство активации; программируемое пользователем средство, выполненное с возможностью в ответ на пользовательский ввод сохранять первую пользовательскую настройку для использования в связке с первым средством активации и вторую пользовательскую настройку для использования в связке со вторым средством активации; и средство управления, выполненное с возможностью управлять подачей питания на средство испарения для генерации пара из исходного вещества для испарения для вдыхания пользователем, причем средство управления выполнено с возможностью управлять подачей питания на средство испарения в соответствии с первой пользовательской настройкой в ответ на обнаружение активации пользователем первого средства активации и управлять подачей питания на испаритель в соответствии со второй пользовательской настройкой в ответ на обнаружение активации пользователем второго средства активации.
Еще одним объектом изобретения является способ работы системы получения пара, содержащий следующее: принимают пользовательский ввод, чтобы указать первую пользовательскую настройку для использования в связке с первым датчиком активации системы получения пара и вторую пользовательскую настройку для использования в связке с первым датчиком активации системы получения пара; а затем, подают питание на испаритель, чтобы получить пар из исходного вещества для испарения для вдыхания пользователем, в соответствии с первой пользовательской настройкой в ответ на обнаружение активации пользователем первого датчика активации, и подают питание на испаритель, чтобы получить пар из исходного вещества для испарения для вдыхания пользователем, в соответствии со второй пользовательской настройкой в ответ на обнаружение активации пользователем второго датчика активации.
Указанные особенности изобретения в отношении первого из указанных объектов одинаково применимы при необходимости к вариантам осуществления изобретения, соответствующим другим объектам изобретения, и могут сочетаться с ними, причем не только в определенных комбинациях, описанных выше.
Варианты осуществления изобретения поясняются чертежами.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 схематично показана система предоставления пара в соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения, вид в разрезе;
на фиг. 2 показана схема последовательности действий при программировании пользователем системы предоставления пара, показанной на фиг. 1;
на фиг. 3 –схема этапов работы системы предоставления пара, показанной на фиг. 1, при нормальном использовании для получения пара;
на фиг. 4 схематично показана система предоставления пара в соответствии с некоторыми другими вариантами осуществления изобретения, вид в разрезе.
Осуществление изобретения
В дальнейшем рассмотрены и описаны определенные примеры и варианты осуществления изобретения. Некоторые особенности определенных примеров и вариантов осуществления изобретения могут быть реализованы обычным образом, и для краткости они подробно не описаны. Таким образом, следует понимать, что подробно не описанные особенности рассмотренных устройства и способов могут быть реализованы в соответствии с любой обычной технологией.
Изобретение относится к системам предоставления пара, которые также можно назвать системами предоставления аэрозоля, таким как электронные сигареты. В дальнейшем описании иногда могут использоваться термины «е-сигарета» или «электронная сигарета», но следует понимать, что эти термины взаимозаменяемы с терминами «система или устройство предоставления пара» и «электронная система или устройство предоставления пара». Кроме того, как это принято в данной области техники, термины «пар» и «аэрозоль» и связанные с ними термины, такие как «испарение», «улетучивание» и «распыление», как правило, могут использоваться взаимозаменяемо.
Системы предоставления пара (электронные сигареты) часто, хотя и не всегда, имеют модульную конструкцию, включающую в себя как многоразовую часть, так и сменную (одноразовую) часть в виде картриджа. Часто сменная часть в виде картриджа содержит исходное вещество для испарения и испаритель, а многоразовая часть содержит источник питания (например, перезаряжаемую батарею) и схему управления. Понятно, что эти различные части могут содержать дополнительные элементы в зависимости от функциональности. Например, многоразовая часть устройства часто содержит пользовательский интерфейс для приема пользовательского ввода и отображения характеристик рабочего состояния, а сменная часть в виде картриджа в некоторых случаях содержит датчик температуры для помощи в управлении температурой. Картриджи электрически и механически соединены с блоком управления, например, с использованием резьбового или байонетного соединения с соответствующим примыканием электрических контактов. Если вещество для испарения в картридже закончилось, или пользователь желает переключиться на другой картридж с другим исходным веществом для испарения, то картридж может быть отсоединен от блока управления и на его место может быть присоединен другой картридж. Устройства, соответствующие такому типу двухкомпонентной модульной конструкции, могут называться двухкомпонентными устройствами. Обычно электронные сигареты имеют в целом удлиненную форму. Для конкретного примера, будем считать, что некоторые описанные далее варианты осуществления изобретения представляют собой удлиненные двухкомпонентные устройства с одноразовыми картриджами. Однако следует понимать, что основные принципы, представленные в настоящем описании, могут в равной степени применяться для различных конфигураций электронных сигарет, например, для однокомпонентных устройств или модульных устройств, содержащих более двух частей, многоразовых устройств и одноразовых устройств, а также устройств, соответствующих другим общим формам, например, на основе так называемых боксмодов – высокопроизводительных устройств, которые обычно имеют более коробкообразную форму. В более общем плане понятно, что некоторые варианты осуществления изобретения основаны на электронных сигаретах, которые выполнены с возможностью обеспечения функциональности в соответствии с принципами, раскрытыми в настоящем описании, а конструктивные аспекты электронных сигарет, выполненных с возможностью обеспечения функциональности в соответствии с определенными вариантами осуществления изобретения, не имеют первостепенного значения.
Как показано на фиг. 1, электронная сигарета 1 в соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения содержит два основных компонента, а именно: многоразовую часть 2 и сменную или одноразовую часть 4. При нормальном использовании многоразовая часть 2 и картридж 4 соединены друг с другом с возможностью разъединения по стыку 6. Когда картридж становится пустым, или пользователь просто хочет переключиться на другой картридж, то картридж может быть отсоединен от многоразовой части, а на его место к многоразовой части может быть присоединен сменный картридж. Стык 6 обеспечивает конструктивное и электрическое соединение, а также и соединение пути прохождения воздуха между двумя частями. Этот стык может быть выполнен по обычным технологиям, например, на основе резьбового или байонетного соединения с соответствующим образом расположенными электрическими контактами и отверстиями для установления электрического соединения и пути прохождения воздуха между двумя частями. Конкретный способ механического соединения картриджа 4 с многоразовой частью 2 не существенен, но для конкретного примера подразумевается, что используется резьбовое соединение (не показано на фиг. 1). Также понятно, что стык 6 в некоторых случаях может не поддерживать электрическое соединение и/или соединение пути прохождения воздуха между соответствующими частями. Например, испаритель может быть выполнен в многоразовой части, а не в картридже, или передача электроэнергии от многоразовой части к картриджу может быть беспроводной (например, на основе электромагнитной индукции), не требующей электрического соединения между многоразовой частью и картриджем. Кроме того, в некоторых случаях поток воздуха через электронную сигарету может не проходить через многоразовую часть, так что не требуется соединение пути прохождения воздуха между многоразовой частью и картриджем.
Картридж 4 в соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения может быть в целом обычным. Показанный на фиг. 1 картридж 4 содержит корпус 42, выполненный из пластика. Корпус 42 картриджа поддерживает другие компоненты картриджа и обеспечивает механический стык 6 с многоразовой частью 2. Корпус картриджа является по существу кругообразно симметричным относительно продольной оси, вдоль которой картридж соединяется с многоразовой частью 2. В этом примере картридж имеет длину около 4 см и диаметр около 1,5 см. Однако понятно, что специфическая геометрия и, в более общем случае, общая форма и используемые материалы могут быть различными в различных реализациях.
В корпусе 42 картриджа находится резервуар 44, который содержит исходную жидкость для испарения. Исходная жидкость может быть обычной, и ее могут называть е-жидкостью. В этом примере резервуар 44 с жидкостью имеет кольцевую форму, внешнюю стенку которой образует корпус 42 картриджа, а внутренняя стенка ограничивает путь 52 прохождения воздуха через картридж 4. Резервуар 44 закрыт на каждом конце торцевыми стенками, чтобы содержать внутри себя е-жидкость. Резервуар 44 может быть сформирован в соответствии с обычными технологиями, например, он может содержать пластик и может быть отлит за одно целое с корпусом картриджа 4.
Картридж также содержит фитиль 46 и нагреватель (испаритель) 48, расположенный ближе к концу резервуара 44, противоположного выпуску 50 мундштука. В этом примере фитиль 46 проходит поперек пути 52 прохождения воздуха в картридже, а его концы входят в резервуар 44 с е-жидкостью через отверстия во внутренней стенке резервуара 44. Отверстия во внутренней стенке резервуара в целом соответствуют размерам фитиля 46, чтобы обеспечивать достаточное уплотнение от утечки жидкости из резервуара в путь прохождения воздуха в картридже без излишнего сжатия фитиля, которое может ухудшить его способность передавать жидкость.
Фитиль 46 и нагреватель 48 расположены на пути 52 прохождения воздуха в картридже, так что область пути 52 прохождения воздуха в картридже вокруг фитиля 46 по существу задает область испарения для картриджа. Е-жидкость в резервуаре 44 пропитывает фитиль 46 через его концы, входящие в резервуар 44, и проходит вдоль фитиля под действием капиллярного эффекта (т.е. эффекта капиллярного всасывания). В этом примере нагреватель 48 содержит намотанный вокруг фитиля 46 электрически резистивный провод из никель-хромового сплава (Cr20Ni80), а фитиль 46 содержит жгут из стекловолокна, но следует понимать, что конкретная конфигурация испарителя несущественна для настоящего изобретения. При использовании на нагреватель 48 может подаваться питание, чтобы испарить некоторое количество е-жидкости (исходного вещества), затягиваемой к нагревателю 48 посредством фитиля 46. Испаренная жидкость может быть унесена воздухом, втягиваемым вдоль пути прохождения воздуха в картридже от области испарения к выпуску 50 мундштука для вдыхания пользователем.
Как было отмечено выше, скорость, с которой испаритель (нагреватель) 48 испаряет е-жидкость, будет зависеть от количества (уровня) энергии, подаваемой на нагреватель 48. Таким образом, электроэнергия может подаваться на нагреватель так, чтобы по выбору вырабатывать пар из е-жидкости в картридже 4, и, более того, скорость получения пара можно изменить, меняя количество подаваемой на нагреватель 48 энергии, например, с применением технологии широтно-импульсной и/или частотной модуляции.
Многоразовая часть 2 содержит внешний корпус 12 с отверстием, которое образует впуск 28 воздуха для электронной сигареты, батарею 26 для подачи рабочего питания для электронной сигареты, схему 18 управления для управления и контроля за работой электронной сигареты, первую кнопку 14 пользовательского ввода, вторую кнопку 16 пользовательского ввода и дисплей 24.
Внешний корпус 12 может быть выполнен, например, из пластика или металла, и в этом примере он имеет круглое сечение, соответствующее форме и размеру картриджа 4, обеспечивая плавный переход между двумя частями в месте их стыка 6. В этом примере многоразовая часть имеет длину около 8 см, так что общая длина электронной сигареты, когда картридж и многоразовая часть соединены между собой, составляет около 12 см. Как уже отмечалось, следует понимать, что общая форма и размер электронной сигареты, реализующей вариант осуществления изобретения, не существенен для настоящего изобретения.
Впуск 28 воздуха соединен с путем 30 прохождения воздуха через многоразовую часть 2. Путь 30 прохождения воздуха через многоразовую часть, в свою очередь, соединен с путем 52 прохождения воздуха в картридже через стык 6, когда многоразовая часть 2 соединена с картриджем 4. Таким образом, когда пользователь осуществляет вдох через отверстие 50 мундштука, воздух втягивается через впуск 28 вдоль пути 30 прохождения воздуха через многоразовую часть, проходит через стык 6, через область получения пара вблизи испарителя 48 (где испаренная е-жидкость попадает в воздушный поток), вдоль пути 52 прохождения воздуха в картридже и выходит через отверстие 50 мундштука для вдыхания пользователем.
В этом примере батарея 26 является перезаряжаемой и может представлять собой обычную аккумуляторную батарею, например, обычно используемую в электронных сигаретах и других приложениях, требующих подачи сравнительно высоких значений тока в течение сравнительно коротких промежутков времени. Батарею 26 можно зарядить через разъем в корпусе 12 многоразовой части, например, через USB-разъем.
В этом примере первая и вторая кнопки 14 и 16 пользовательского ввода представляют собой обычные механические кнопки, например, содержащие подпружиненный элемент, который может быть прижат пользователем для установления электрического контакта. Кнопки ввода можно рассматривать как устройства ввода для детектирования пользовательского ввода, а конкретный способ, которым реализованы кнопки, не является существенным. Например, в других случаях могут быть использованы другие виды механических кнопок или сенсорные кнопки (например, на основе емкостной или оптической технологии). Конкретный способ выполнения кнопок, может быть выбран, в частности, в соответствии с желаемым внешним видом. Например, в некоторых случаях кнопки 14 и 16 могут быть конструктивно независимы друг от друга, а в других случаях эти кнопки 14 и 16 могут быть до некоторой степени интегрированными, например, в единственный переключающий элемент, используемый для выборочной активации одной, или другой, или обеих соответствующих кнопок.
Чтобы предоставить пользователю визуальную индикацию различных характеристик, связанных с электронной сигаретой, например, информацию о текущей настройке питания, оставшемся заряде батареи и т.п., имеется дисплей 24. Дисплей может быть реализован различными способами. В этом примере дисплей 24 содержит обычный пиксельный ЖК-экран, на котором может быть отображена требуемая информация в соответствии с обычными технологиями. В других случаях дисплей может содержать один или несколько дискретных индикаторов, например, светодиодов, которые устроены так, чтобы отображать требуемую информацию, например, с помощью определенных цветов и/или последовательностей вспышек. В более общем случае способ, посредством которого выполнен дисплей, и посредством которого на дисплее отображается пользователю информация, не существенен для настоящего изобретения. Например, в некоторых случаях электронная сигарета может не иметь дисплея, а может включать в себя другое средство предоставления пользователю информации, касающейся рабочих характеристик электронной сигареты, например, с использованием звуковой сигнализации, или может не включать в себя никакого средства предоставления пользователю информации, касающейся рабочих характеристик электронной сигареты.
Схема 18 управления соответствующим образом запрограммирована так, чтобы управлять работой электронной сигареты и обеспечивать функциональность в соответствии с описанными вариантами осуществления изобретения, а также для обеспечения обычных рабочих функций электронной сигареты в соответствии с установленными технологиями управления такими устройствами. Схема 18 управления (процессорный блок) может содержать различные подблоки или элементы, логически связанные с различными аспектами работы электронной сигареты. В этом примере схема 18 управления содержит схему 22 управления подачей питания, предназначенную для управления подачей питания от батареи 26 на испаритель 48 в ответ на пользовательский ввод, программируемую пользователем схему 20 для установления конфигурационных настроек (например, заданных пользователем настроек питания) в ответ на пользовательский ввод, а также другие функциональные блоки или схемы, связанные с функциональностью в соответствии с принципами, представленными в настоящем описании, и обычными аспектами работы электронных сигарет, такие как схема отображения на дисплее и схема детектирования пользовательского ввода. Понятно, что функциональность схемы 18 управления может быть обеспечена различными способами, например, с использованием одного или нескольких соответствующим образом запрограммированных программируемых компьютеров и/или одного или нескольких соответствующим образом сконфигурированных специализированных интегральных схем/чипов/чипсетов, выполненных с возможностью обеспечивать требуемую функциональность.
Таким образом, система 1 предоставления пара содержит первый датчик активации для обнаружения активации пользователем (т.е. нажатия) первой кнопки 14 и второй датчик активации для обнаружения активации пользователем (т.е. нажатия) второй кнопки 16. Схема 18 управления, в частности, логический компонент схемы управления, содержащий схему 22 управления питанием, выполнена с возможностью управления подачей питания от батареи 26 на нагреватель/испаритель 48 для получения пара из части е-жидкости в картридже 4 для вдыхания пользователем через выпуск 50 мундштука в ответ на активацию пользователем одного или другого (или обоих) датчиков активации. Каждый датчик активации связан с заданной пользователем величиной мощности, которую необходимо подать на испаритель. Пользователь может запрограммировать схему 18 управления, в частности, логический компонент схемы управления, содержащий программируемую пользователем схему 22, так, чтобы связать каждый датчик активации со своей пользовательской настройкой уровня мощности. Таким образом, например, пользователь может запрограммировать систему 1 получения пара так, чтобы подавать сравнительно небольшую величину мощности на испаритель 48, когда он нажимает на первую кнопку 14, и подавать сравнительно большую величину мощности на испаритель 48, когда он нажимает на вторую кнопку 16. В некоторых вариантах выполнения система 1 предоставления пара также может быть выполнена с возможностью подавать третью величину мощности на испаритель 48, когда пользователь одновременно нажимает на первую и вторую кнопки 14 и 16. В некоторых случаях третья величина мощности также может быть задана пользователем и может быть настроена с помощью программируемой пользователем схемы, тем самым, обеспечивая возможностью задания трех отдельных характеристик/уровней выработки пара, которые можно непосредственно получить, просто нажимая на соответствующие кнопки. В некоторых других случаях третья величина мощности может быть предварительно задана, например, она может соответствовать максимальной мощности, которую может обеспечить батарея, обеспечивая тем самым пользователя возможностью задавать два отдельных уровня мощности, которые можно непосредственно получить, просто нажимая на соответствующую кнопку, а также возможность подавать максимальную мощность на испаритель, нажимая на две кнопки сразу.
Таким образом, в соответствии с описанными принципами, пользователю предоставляется возможность активировать несколько различных задаваемых им уровней мощности. Это обеспечивает повышенную гибкость и удобство по сравнению с существующими схемами, которые основаны на подаче фиксированных значений мощности или требуют, чтобы пользователь входил в меню программирования для изменения величины мощности. Например, пользователь может захотеть использовать сравнительно высокий уровень мощности для выработки пара в начале сеанса использования, а к концу сеанса использования – более низкий уровень мощности для выработки пара. Этого можно достичь в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения, просто связывая каждый из требуемых уровней мощности с одной из кнопок и дальнейшего использования соответствующей кнопки для активации соответствующей выработки пара.
На фиг. 2 приведена блок-схема последовательности действий, осуществляемых при программировании конечным пользователем системы предоставления пара, чтобы связать требуемые заданные пользователем настройки уровня мощности с соответствующими датчиками активации согласно некоторым вариантам осуществления изобретения. В этом конкретном примере предполагается, что первую кнопку 14 и вторую кнопку 16 используют для обеспечения пользовательского ввода при программировании системы предоставления пара. Тем не менее, понятно, что в других примерах выполнения могут иметься одно или несколько дополнительных устройств пользовательского ввода, например, одну или несколько дополнительных кнопок для пользовательского ввода во время программирования. В других примерах выполнения система предоставления пара вместо этого или в дополнение может быть выполнена с возможностью подключения (по проводному или беспроводному соединению) к отдельному устройству, например, компьютеру, смартфону или планшету, на котором запущено приложение, позволяющее пользователю программировать систему предоставления пара и, в частности, конфигурировать заданные пользователем настройки уровней мощности, чтобы связать их с различными датчиками активации. В более общем случае может быть использован любой подход, чтобы позволить пользователю устанавливать настройки для различных средств активации, предоставляемых устройством, чтобы соответствовать желаемым уровням выработки пара для различных средств активации.
Как показано на фиг. 2, на этапе S1 системе предоставления пара дается команда перейти в режим программирования пользователем. Это может быть выполнено, например, путем нажатия пользователем на первую и/или вторую кнопку в предварительно заданной последовательности, например, нажать на первую кнопку шесть раз в течение трех секунд или, как вариант, нажать на каждую кнопку три раза. Конечно, следует понимать, что конкретный способ, посредством которого система предоставления пара переводится в режим программирования пользователем, не является существенным. В общем, пользователь может перейти в режим программирования, если хочет изменить настройки мощности, связанные в данный момент с различными датчиками активации (которые могут быть предустановлены производителем, если не были установлены ранее). Дисплей может быть сконфигурирован так, что, когда система предоставления пара переходит в режим программирования пользователем, он предоставляет пользователю индикацию этого, а также другую информацию, такую как текущие настройки конфигурации.
На этапе S2, находясь в режиме программирования, пользователь осуществляет пользовательский ввод, чтобы указать требуемые настройки уровня мощности, которые должны соответствовать первой кнопке ввода. Существует много способов, которыми можно это сделать. Например, пользователь может задать требуемую настройку уровня мощности в терминах указания определенного количества Ватт, например, с использованием первой и второй кнопок, чтобы соответственно увеличивать и уменьшать текущую настройку уровня мощности, отображаемую дисплеем 24, например, с шагом 0,1 Вт или с тем шагом, установленным в данной реализации. В некоторых случаях требуемая настройка уровня мощности может соответствовать произвольным единицам, например, пользователь может выбрать из 10 различных настроек от нулевой мощности до максимальной. Опять, находясь в режиме программирования, пользователь может использовать первую и вторую кнопки ввода, чтобы отрегулировать текущую настройку уровня мощности по такой шкале. Пользователь может подтвердить требуемую настройку уровня мощности, чтобы связать ее с первой кнопкой ввода, например, нажимая на одну или другую кнопку в заданной последовательности, например, три быстрых нажатия на одну или другую кнопку, или одновременное нажатие на обе кнопки, что соответствует тому, что пользователь указывает «OK» или «ВВОД».
На этапе S3, находясь в режиме программирования пользователем, и после получения и сохранения указания первого заданного пользователем уровня мощности, связанного с первой кнопкой ввода, программируемая пользователем схема в ответ на пользовательский ввод может принять и сохранить указание второго заданного пользователем уровня мощности, связанного со второй кнопкой ввода, что может быть выполнено таким же способом, как на этапе S2.
На этапе S4 после того, как были установлены первый и второй заданные пользователем уровни мощности, пользователь может выйти из режима программирования. Опять, это можно сделать произвольным числом различных способов, например, нажатием одной или другой кнопок пользовательского ввода и предварительно заданной последовательности, соответствующей команде выхода из режима программирования пользователем.
На фиг. 2 показан один из способов, которым пользователь может установить свои требуемые настройки мощности, чтобы сопоставить их с первой и второй кнопками ввода. Понятно, что это всего лишь один из множества различных способов, которыми можно это сделать, например, относящихся к устоявшейся практике программирования пользователями электронных устройств, таких как электронные сигареты. Также понятно, что порядок, в котором задаются уровни мощности, конечно, не является существенным. Кроме того, понятно, что режим программирования пользователем также может быть использован для того, чтобы задать любые другие настраиваемые аспекты системы получения пара, которые могут быть доступны для данной реализации.
После завершения программирования системы получения пара, в частности, после конфигурирования первой пользовательской настройки мощности для использования с первой кнопкой 14 и второй пользовательской настройки мощности для использования со второй кнопкой 16, и после выхода из режима программирования, система получения пара готова для нормального использования (т.е. выборочной выработки пара).
На фиг. 3 приведена блок-схема последовательности действий при использовании системы предоставления пара, показанной на фиг. 1, чтобы выборочно вырабатывать пар в соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения.
На этапе Т1 система 1 предоставления пара переходит в режим ожидания. Как это принято для всех электронных сигарет, система 1 поддерживает три основных рабочих состояния: выключенное состояние, включенное состояние и состояние ожидания. В выключенном состоянии электронная сигарета не может вырабатывать пар (т.е. в выключенном состоянии схема управления подачей питания не подает энергию на испаритель/нагреватель). Например, электронная сигарета может быть переведена в выключенное состояние между сеансами использования, например, когда электронную сигарету необходимо отложить или поместить в карман или сумку. Во включенном (или активном) состоянии электронная сигарета активно вырабатывает пар (т.е. схема управления подачей питания подает питание на испаритель/нагреватель). Таким образом, электронная сигарета обычно находится во включенном состоянии, когда пользователь находится в процессе вдыхания пара из электронной сигареты. В состоянии ожидания электронная сигарета готова вырабатывать пар (т.е. готова подавать энергию на испаритель) в ответ на пользовательский ввод, но в текущий момент не делает этого. Таким образом, электронная сигарета обычно находится в состоянии ожидания, когда пользователь изначально выходит из выключенного состояния, чтобы начать сеанс использования, или между вдохами во время сеанса использования. Для конкретного примера предполагается, что на этапе Т1 электронная сигарета входит в режим ожидания, когда пользователь переводит устройство из выключенного состояния, чтобы начать сеанс использования. Тем не менее, процесс, представленный на фиг. 3, аналогичен для случая, когда электронная сигарета переходит в состояние ожидания из включенного состояния, потому что пользователь закончил осуществлять вдох через электронную сигарету. Способ, посредством которого электронная сигарета переключается из выключенного состояния в состояние ожидания, относится к реализации и не существенен. Например, чтобы перейти из выключенного состояния в состояние ожидания, пользователю может потребоваться нажать на одну из кнопок ввода в определенной последовательности, например, несколько нажатий в течение предварительно заданного промежутка времени, или нажать на обе кнопки одновременно.
На этапе Т2 схема управления подачей питания детектирует активацию пользователем, соответствующую нажатию пользователем на первую или вторую кнопку 14, 16 ввода. При этом пользователь нажимает на ту кнопку, которая соответствует настройке желательного в данный момент уровня мощности, исходя из ранее сконфигурированных заданных пользователем настроек уровня мощности.
На этапе Т3 схема управления подачей питания подает питание на испаритель в соответствии с выбранной настройкой уровня мощности. Если на этапе Т2 обнаруженная активация пользователя соответствует нажатию пользователем на первую кнопку 14 ввода, то схема управления подачей питания подает питание на испаритель в соответствии пользовательской настройкой уровня мощности, ранее связанной с первой кнопкой во время процесса программирования, представленного на фиг. 2. С другой стороны, если на этапе Т2 обнаруженная активация пользователя соответствует нажатию пользователем на вторую кнопку 16 ввода, то схема управления подачей питания подает питание на испаритель в соответствии пользовательской настройкой уровня мощности, ранее связанной со второй кнопкой во время процесса программирования, представленного на фиг. 2.
Способ, посредством которого управляется подача питания так, чтобы соответствовать подходящей настройке уровня мощности, будет зависеть от реализации и, в целом, может быть основан на обычной технологии. Как правило, можно ожидать, что различные настройки уровня мощности будут связаны с разными коэффициентами заполнения или рабочими циклами в схеме широтно-импульсной модуляции для подачи питания на испаритель (в этом смысле понятно, что подача питания на испаритель во время выработки пара обычно будет меняться, например, путем включения и выключения тока возбуждения на временной шкале, которая обычно быстрее, чем время охлаждения/нагрева испарителя, и именно средний уровень мощности наиболее актуален для практических целей). Однако в принципе схема управления подачей питания также может быть выполнена с возможностью подачи питания с постоянным напряжением, которое отличается для различных настроек уровня мощности. В общем, диапазон различных настроек уровня мощности, которые доступны пользователю во время программирования, и способ, посредством которого схему управления подачей питания конфигурируют так, чтобы подавать электрический ток на испаритель в соответствии с различными настройками уровня мощности, не является существенным для описанных принципов.
Кроме того, следует понимать, что пользовательские настройки не должны указывать конкретное количество энергии для подачи на испаритель, но могут быть основаны на других параметрах. Например, в некоторых случаях электронная сигарета может позволить пользователю выбирать требуемую настройку температуры для выработки пара, и схема подачи питания для электронной сигареты будет сконфигурирована так, чтобы подавать питание на уровне, который подходит для поддержания желаемой настройки температуры (т.е. конкретное значение мощности, подаваемой на различных уровнях во время затяжки, будет меняться в соответствии с тем, что необходимо для поддерживания температуры, соответствующей требуемой настройке уровня температуры). В таких случаях пользователь может связать требуемую пользовательскую настройку уровня температуры с различными датчиками активации, в отличие от пользовательской настройки уровня мощности. Однако, как это принято в данной области, выражение «настройка уровня мощности» может, тем не менее, обычно использоваться, даже если настройка сама по себе не относится непосредственно к величине подаваемой на нагреватель мощности. Скорее, фраза «настройка уровня мощности» может использоваться в более общем смысле для обозначения настройки, которая влияет на воспринимаемый пользователем уровень выработки пара.
На этапе Т4 схема управления подачей питания обнаруживает завершение пользовательской активации, инициированной на этапе Т2, что в этом примере соответствует тому, что пользователь отпускает кнопку, которую начал нажимать на этапе Т2. В ответ на это схема управления подачей питания дает команду на прекращение подачи питания на испаритель, тем самым завершая текущий вдох/затяжку. В некоторых случаях схема управления подачей питания также может быть выполнена с возможностью прекращать подачу питания на испаритель, если выполнены другие определенные условия. Например, подача питания может быть прекращена, если было достигнуто предварительно заданное максимальное время генерации пара для одной активации, или было обнаружено неисправное состояние (например, перегрев).
Таким образом, в соответствии с процессом, представленным на фиг. 3, пользователь может быть обеспечен паром для вдыхания, полученным в соответствии с желаемой настройкой мощности. Важно отметить, что пользователь может выбирать из нескольких, в данном случае из двух, но в других примерах больше, пользовательских настроек мощности от затяжки к затяжке (и, в принципе, в течение одной затяжки путем переключения кнопок) без необходимости изменения конфигурации или перепрограммирования электронной сигареты, чтобы переключиться между двумя пользовательскими настройками мощности. Этот подход повышает гибкость и удобство работы для пользователя.
Понятно, что система предоставления пара и процесс, описанные выше в отношении фиг. 1-3, могут быть модифицированы различными способами для различных реализаций.
Например, в этом примере подразумевается, что питание подается на испаритель, когда пользователь нажимает одну из кнопок 14, 16 пользовательского ввода. Тем не менее, в других реализациях электронная сигарета также может включать в себя датчик вдоха, например, датчик давления, выполненный с возможностью обнаружения момента, когда пользователь активно осуществляет вдох через электронную сигарету. В таких случаях схема управления подачей питания может быть выполнена с возможностью подачи питания на испаритель только в ответ на активацию пользователем одной или другой кнопки пользовательского ввода, если датчик вдоха обнаруживает, что пользователь активно вдыхает через электронную сигарету. При этом пользователю может потребоваться поддерживать давление на соответствующую кнопку ввода, чтобы поддерживать выработку пара во время осуществления вдоха, либо он может просто нажать на соответствующую кнопку в начале вдоха или до вдоха, чтобы указать требуемый уровень мощности, которая затем может подаваться, пока пользователь продолжает осуществлять вдох, независимо от того, продолжает ли пользователь нажимать на соответствующую кнопку во время осуществления вдоха или нет. В таком случае активация одного из датчиков активации, связанного с предварительно сохраненной пользовательской настройкой уровня мощности, фактически соответствует обнаружению, когда пользователь нажимает соответствующую кнопку вместе (т.е. в то же время или примерно в то же время) с осуществлением вдоха через электронную сигарету.
На фиг. 4 показана система предоставления пара в соответствии с некоторыми другими вариантами осуществления изобретения. Элементы этой системы, функционально и/или конструктивно аналогичные соответствующим элементам системы предоставления пара по фиг. 1, обозначены такими же ссылочными позициями и повторно подробно не описываются. Электронная сигарета, представленная на фиг. 4, отличается от электронной сигареты по фиг. 1, способом, которым датчики активации обнаруживают активацию пользователем. В частности, датчики активации для электронной сигареты по фиг. 1 основаны на двух кнопках пользовательского ввода, а датчики активации для электронной сигареты по фиг. 4 основаны на сочетании одной кнопки 14 пользовательского ввода и датчика 110 вдоха.
Таким образом, электронная сигарета по фиг. 4 также содержит два основных компонента, а именно, многоразовую часть 102 и сменный/одноразовый картридж 4. Картридж для электронной сигареты по фиг. 4, может быть идентичен картриджу для электронной сигареты по фиг. 1. Однако как отмечено выше, многоразовая часть 102 электронной сигареты по фиг. 4 отличается от многоразовой части 2 электронной сигареты по фиг. 1, тем, что она содержит только одну кнопку 14 пользовательского ввода и включает в себя датчик 110 вдоха. Датчик 110 вдоха предназначен для того, чтобы схема 22 управления подачей питания могла определить, когда пользователь осуществляет вдох через выпуск 50 мундштука электронной сигареты. Датчик 110 может быть основан на любой обычной технологии обнаружения вдоха и обычно представляет собой датчик давления в камере, сообщающейся с путем 30 прохождения воздуха в многоразовой части 102. Когда пользователь осуществляет вдох через электронную сигарету, схема управления подачей питания обнаруживает соответствующее падение давления в пути 30 прохождения воздуха на основе измерений, полученных от датчика 110 вдоха.
Способом, аналогичным описанному выше со ссылкой на фиг. 2, пользователь электронной сигареты по фиг. 4 может запрограммировать соответствие первого и второго пользовательского уровня мощности первому и второму датчикам активации, в целом, так же, как для электронной сигареты по фиг. 1. Тем не менее, эти две электронные сигареты отличаются способом, с помощью которого пользователь активирует требуемую одну из двух пользовательских настроек уровня мощности. В электронной сигарете по фиг. 1 первый датчик активации основан на обнаружении нажатия пользователем на первую кнопку 14 пользовательского ввода, а второй датчик активации основан на обнаружении нажатия пользователем на вторую кнопку пользовательского ввода, а в электронной сигарете по фиг. 4 первый датчик активации основан на обнаружении осуществления пользователем вдоха через электронную сигарету с использованием датчика 110 вдоха, а второй датчик активации основан на обнаружении нажатия пользователем на первую кнопку 14 пользовательского ввода вместе (т.е. примерно в то же самое время) с осуществлением вдоха через электронную сигарету.
Таким образом, на этапе программирования пользователем электронной сигареты по фиг. 4, первая пользовательская настройка уровня мощности может быть сопоставлена с осуществлением пользователем вдоха через устройство без нажатия на кнопку 14, в то время как вторая пользовательская настройка уровня мощности может быть сопоставлена с осуществлением пользователем вдоха через устройство с одновременным нажатием на кнопку 14.
Во время использования электронная сигарета по фиг. 4 может работать, в целом, в соответствии с процедурой, показанной на фиг. 3, за исключением этапа Т3, при этом схема 22 управления подачей питания выполнена с возможностью подачи питания на нагреватель в соответствии с первой пользовательской настройкой уровня мощности, когда пользователь осуществляет вдох через электронную сигарету, не нажимая на кнопку 14, и подачи питания на нагреватель в соответствии со второй пользовательской настройкой уровня мощности, когда пользователь осуществляет вдох через электронную сигарету вместе с нажатием на кнопку 14. В этом смысле пользователю может быть удобно настроить электронную сигарету так, чтобы первый уровень мощности соответствовал более низкому уровню мощности, а второй уровень мощности соответствовал более высокому уровню мощности. При таком подходе можно считать, что использование кнопки 14 вместе с осуществлением вдоха через электронную сигарету фактически обеспечивает определенный пользователем прирост мощности, поскольку нажатие кнопки увеличит количество подаваемой на испаритель энергии, когда пользователь осуществляет вдох через электронную сигарету, от более низкой из желаемых пользователем настроек уровня мощности до более высокой из желаемых пользователем настроек уровня мощности. В зависимости от реализации в некоторых случаях пользователю может потребоваться поддерживать давление на кнопку ввода, чтобы поддерживать выработку пара на второй настройке уровня мощности во время осуществления вдоха, а если пользователь отпускает кнопку, но продолжает осуществлять вдох, то подаваемая на испаритель мощность изменится на первую настройку уровня мощности. В качестве альтернативы, система может быть выполнена с возможностью такой работы, что нажатие на кнопку ввода в начале или непосредственно перед вдохом приводит к использованию второй настройки уровня мощности во время осуществления вдоха. Аналогично, от конкретной реализации зависит, изменяется ли подача питания на испаритель, если во время продолжающегося вдоха кнопка ввода нажата частично.
Понятно, что существуют различные способы, посредством которых электронная сигарета, выполненная с возможностью работы в соответствии с описанными принципами, может быть связана с подходами к активации пользователем различных датчиков активации. Например, электронная сигарета может содержать датчик вдоха и единственную кнопку, аналогично сигарете по фиг. 4, но при этом ее первый датчик активации срабатывает при нажатии пользователем на кнопку одним нажатием, а второй датчик активации срабатывает при нажатии пользователем на кнопку несколькими нажатиями в течение заданного времени, например двумя нажатиями в течение одной секунды. Таким образом, пользователь может указать пользовательскую настройку мощности, которую он хочет использовать, на основании того, нажал он на кнопку один раз или два раза, а затем осуществляет вдох через устройство, чтобы инициировать подачу питания на испаритель в соответствии с выбранной им пользовательской настройкой уровня мощности. В более общем случае различные датчики активации могут быть связаны с обнаружением того, что пользователь нажимает на кнопку в соответствии с одной из нескольких различных предварительно заданных последовательностей нажатия.
Хотя вышеописанные варианты осуществления изобретения в некоторых отношениях были сфокусированы на конкретных примерах систем предоставления пара, понятно, что те же самые принципы применимы для систем предоставления пара, использующих другие технологии. Иными словами, специфический способ функционирования различных аспектов системы получения пара не имеет прямого отношения к принципам, лежащим в основе описанных выше примеров.
Например, хотя вышеописанные варианты осуществления изобретения в основном сосредоточены на устройствах, имеющих испаритель в виде электрического нагревателя, предназначенного для нагрева исходной жидкости для ее испарения, те же принципы могут быть приспособлены для испарителей на основе других технологий, например испарителей на основе пьезоэлектрического вибратора или оптических нагревательных испарителей, а также для устройств на основе других исходных материалов для получения аэрозоля, например, твердых материалов, в частности, растительных материалов, таких как производные табака, или других видов исходных материалов для получения пара, таких как исходные вещества на основе геля, пасты или пены.
Следует также отметить, что, хотя вышеописанные примеры сосредоточены на реализациях, содержащих две пользовательские настройки мощности с соответствующими пользовательскими вводами, в других реализациях те же принципы могут применяться в отношении систем предоставления пара, поддерживающих более двух пользовательских настроек мощности и соответствующих пользовательских вводов. Например, система предоставления пара в соответствии с некоторыми реализациями может поддерживать три, четыре или более пользовательских настроек мощности с соответствующим количеством пользовательских вводов/датчиков активации.
Кроме того, хотя вышеописанные варианты осуществления изобретения сосредоточены на подходах, в которых пользователь может связать заданную настройку уровня мощности с активацией конкретного датчика активации, в других примерах реализации система предоставления пара также может позволить пользователю настроить другие аспекты подачи питания для связи с каждым из множества различных датчиков активации. Например, вместо того, чтобы просто задать настройку фиксированного уровня мощности для сопоставления с конкретной кнопкой (или другим датчиком активации), система получения пара в соответствии с некоторыми вариантами ее выполнения может позволить пользователю задавать изменяющийся во времени профиль подачи питания во время затяжки. Например, затяжку (вдохи) условно можно разделить на ряд фрагментов, например, на десять полусекундных фрагментов (дающих максимальную продолжительность затяжки в пять секунд), и пользователь может запрограммировать настройку желательного уровня мощности для каждого из сегментов в затяжке, используя описанный выше режим программирования. Таким образом, пользователь может запрограммировать различные изменяющиеся во времени профили подачи питания для различных датчиков активации, так что при нормальном использовании он может активировать одну кнопку для подачи питания в соответствии с первым профилем подачи питания во время затяжки, а другую кнопку для подачи питания в соответствии со вторым, другим профилем подачи питания во время затяжки. Например, один профиль затяжки может содержать начало высокой мощности (например, максимальная мощность в течение первых двух секунд) с продолжением меньшей мощности (например, две трети от максимальной мощности в течение следующих двух секунд и половина от максимальной мощности в течение последней секунды), в то время как другой профиль затяжки может содержать подачу постоянной мощности (например, половина мощности на протяжении всей затяжки). Таким образом, пользователь может, например, использовать первый профиль мощности, активируя первую кнопку, чтобы получить начальное воздействие в начале сеанса использования, и перейти к применению более стабильного профиля подачи энергии для оставшихся затяжек в сеансе использования (активируя вторую кнопку).
Следует отметить, что существуют различные способы, с помощью которых пользователь может задать соответствие различных профилей затяжек различным датчикам активации. Например, пользователь может иметь возможность настроить разрешение по времени для различных фрагментов профиля подачи питания и/или максимальную продолжительность профиля затяжки (т.е. количество различных фрагментов), или они могут быть фиксированными. Кроме того, вместо того чтобы пользователь вводил конкретные уровни мощности/настройки уровня мощности для каждого фрагмента затяжки, в некоторых примерах, использующих датчик вдоха, система предоставления пара может быть выполнена с возможностью получения требуемого профиля затяжки на основе профиля вдыхания пользователя во время сеанса программирования. Например, система получения пара может содержать встроенный режим отклика на затяжку, при котором величина мощности, подаваемой в различные моменты во время затяжки, зависит от текущей силы вдоха пользователя (например, на основе измерений давления). В режиме программирования этот встроенный режим отклика на затяжку может быть использован для сопоставления профиля вдоха пользователя во время программирования с соответствующим профилем подачи питания и связывания его с одним из датчиков активации. Впоследствии, при нормальном использовании, когда пользователь активирует соответствующий датчик активации, на испаритель может быть подано питание в соответствии с соответствующим профилем подачи питания. Таким образом, пользователю предоставляется простой механизм для установления требуемого профиля подачи питания, назначенного отдельной кнопке (или другому средству активации). Кроме того, это может позволить пользователю обеспечить желаемое изменение подачи мощности в течение затяжки, при этом системе предоставления пара нет необходимости непрерывно измерять и уменьшать подачу мощности на основе текущих измерений воздушного потока.
Таким образом, система предоставления пара согласно изобретению содержит первый датчик активации; второй датчик активации; программируемую пользователем схему, выполненную с возможностью в ответ на пользовательский ввод сохранять первую пользовательскую настройку для совместного использования с первым датчиком активации и вторую пользовательскую настройку для совместного использования со вторым датчиком активации; и схему управления подачей питания, выполненную с возможностью управления подачей питания на испаритель для выработки из исходного вещества пара для вдыхания его пользователем, причем схема управления подачей питания выполнена с возможностью управления подачей питания на испаритель в соответствии с первой пользовательской настройкой в ответ на обнаружение активации пользователем первого датчика активации и управлять подачей питания на испаритель в соответствии со второй пользовательской настройкой в ответ на обнаружение активации пользователем второго датчика активации. Первое и/или второе действия активации пользователя, которые обнаруживают соответствующие датчики, могут представлять собой, например, нажатие пользователем определенной кнопки, связанной с датчиком активации, или общей кнопки в предварительно заданной последовательности, или осуществление пользователем вдоха через систему.
Изобретение описано на примере различных вариантов его осуществления, которые могут быть осуществлены на практике. Описанные выше преимущества изобретения и его особенности не являются исчерпывающими и/или исключительными. Они представлены только с целью понимания и уяснения изобретения. Следует понимать, что преимущества изобретения, варианты его осуществления, примеры, функционирование, особенности, структуры и/или другие его аспекты не следует рассматривать как ограничения изобретения, которое определяется формулой изобретения, и что могут быть использованы другие варианты осуществления изобретения, и могут быть выполнены другие модификации без отклонения от объема и/или сущности изобретения. Различные варианты осуществления изобретения могут содержать, состоять или практически состоять из различных комбинаций раскрытых элементов, компонентов, особенностей, частей, этапов, методов, и т.п. Следует принимать во внимание, что признаки зависимых пунктов формулы изобретения могут быть объединены с признаками независимых пунктов формулы изобретения в комбинациях, отличающихся от тех, которые явно указаны в формуле изобретения.