УСТРОЙСТВО, ГЕНЕРИРУЮЩЕЕ АЭРОЗОЛЬ, ИМЕЮЩЕЕ УПРАВЛЕНИЕ НА ОСНОВЕ ТЕМПЕРАТУРЫ, СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ТАКИМ УСТРОЙСТВОМ И СИСТЕМА, ГЕНЕРИРУЮЩАЯ АЭРОЗОЛЬ
AEROSOL GENERATING DEVICE WITH TEMPERATURE-BASED CONTROL, A METHOD FOR CONTROLLING SUCH A DEVICE, AND AN AEROSOL GENERATING SYSTEM

Настоящее изобретение относится к устройству, генерирующему аэрозоль, имеющему контроллер, выполненный с возможностью управления подачей питания электрическому нагревателю на основе определенной скорости увеличения температуры. Настоящее изобретение также относится к системе, генерирующей аэрозоль, содержащей устройство, генерирующее аэрозоль. Настоящее изобретение также относится к способу управления устройством, генерирующим аэрозоль, и компьютерной программе для осуществления способа.
Одним типом системы, генерирующей аэрозоль, является электрическая курительная система. Известные удерживаемые рукой электрические курительные системы, как правило, содержат устройство, генерирующее аэрозоль, содержащее батарею, управляющую электронику и электрический нагреватель для нагрева курительного изделия, выполненного специально для использования с устройством, генерирующим аэрозоль. Курительное изделие содержит субстрат, образующий аэрозоль. В некоторых примерах субстрат, образующий аэрозоль, находится в виде штранга, такого как табачный штранг, и электрический нагреватель, содержащийся внутри устройства, генерирующего аэрозоль, вставлен в субстрат, образующий аэрозоль, когда курительное изделие вставлено в устройство, генерирующее аэрозоль.
Как правило, устройство, генерирующее аэрозоль, выполнено с возможностью генерирования тепла, используя электрический нагреватель, согласно предварительно определенному профилю нагрева. Однако отклонения в субстрате, образующем аэрозоль, могут привести в результате к нежелательным отклонениям в ощущениях пользователя. Например, в средах с высокой влажностью субстрат, образующий аэрозоль, может характеризоваться высоким содержанием воды. Поскольку вода превращается в аэрозоль при обычных рабочих температурах для устройств, генерирующих аэрозоль, высокое содержание воды может привести в результате к восприятию пользователем температуры аэрозоля как нежелательно высокой. В другом примере субстрат, образующий аэрозоль, который уже был нагрет, может характеризоваться низким содержанием воды. Низкое содержание воды приводит в результате к уменьшенной передаче тепла от субстрата, образующего аэрозоль, если пользователь пытается повторно нагреть субстрат, образующий аэрозоль, в устройстве, генерирующем аэрозоль. Уменьшенная передача тепла от субстрата, образующего аэрозоль, может привести в результате к перегреву устройства, генерирующего аэрозоль.
В документе предшествующего уровня техники US 2017/251725 A1 описывается электронная сигарета, содержащая корпус и картомайзер. Корпус включает в себя аккумулятор или элемент для питания электронной сигареты и печатную плату, содержащую схему управления. Картомайзер включает в себя внутреннюю камеру, содержащую резервуар для исходной жидкости, включающей в себя жидкий состав, и нагревательный элемент. Также, в этом документе раскрывается способ управления электронной сигаретой. Сначала схема управления обнаруживает вдох.  Затем схема управления инициирует подачу электрической мощности на нагревательный элемент для генерирования аэрозоля. Схема управления отслеживает сопротивление нагревательного элемента и определяет производную от сопротивления по времени. Если указанная производная превышает заданное пороговое значение, то для предотвращения быстрого перегрева подача питания на нагревательный элемент снижается.
В документе предшествующего уровня техники WO 2013/098397 A2 описывается устройство, генерирующее аэрозоль, содержащее корпус и образующий аэрозоль субстрат. Устройство, генерирующее аэрозоль, также содержит нагревательный элемент, выполненный с возможностью нагрева образующего аэрозоль субстрата, источник питания и контроллер, выполненный с возможностью управления питанием, подаваемым на нагревательный элемент от источника питания для поддержания температуры нагревательного элемента в соответствии с целевой температурой. Контроллер выполнен с возможностью отслеживания изменений температуры нагревательного элемента или изменений мощности, подаваемой на нагревательный элемент для обнаружения изменения потока воздуха, проходящего через нагревательный элемент, указывающего на затяжку пользователя.
Было бы желательно предусмотреть устройство, генерирующее аэрозоль, которое уменьшает или преодолевает по меньшей мере некоторые из недостатков известных устройств, генерирующих аэрозоль.
Согласно первому аспекту настоящего изобретения предусмотрено устройство, генерирующее аэрозоль, содержащее полость для размещения субстрата, образующего аэрозоль, и электрический нагреватель, выполненный с возможностью нагрева субстрата, образующего аэрозоль, когда субстрат, образующий аэрозоль, размещен в полости. Устройство, генерирующее аэрозоль, также содержит источник питания и контроллер, выполненный с возможностью управления подачей питания от источника питания электрическому нагревателю в течение первого периода времени и второго периода времени после первого периода времени. Контроллер также выполнен с возможностью определения скорости увеличения температуры электрического нагревателя в течение первого периода времени. Контроллер также выполнен с возможностью регулирования подачи питания от источника питания электрическому нагревателю в течение второго периода времени на основе определенной скорости увеличения температуры в течение первого периода времени.
Преимущественно, контроллер выполнен с возможностью определения скорости увеличения температуры электрического нагревателя в течение первого периода времени. Преимущественно, определенная скорость увеличения температуры может указывать на содержание воды в субстрате, образующем аэрозоль, размещенного в полости. Относительно низкая определенная скорость увеличения температуры может указывать на относительно высокое содержание воды. Относительно высокая определенная скорость увеличения температуры может указывать на относительно низкое содержание воды. Преимущественно, на основе определенной скорости увеличения температуры контроллер регулирует подачу питания электрическому нагревателю в течение последующего второго периода времени для регулирования дальнейшего нагрева электрического нагревателя.
Предпочтительно первый период времени является достаточно длинным для обеспечения измеримого увеличения температуры электрического нагревателя в диапазоне содержания воды для субстрата, образующего аэрозоль. Предпочтительно первый период времени составляет по меньшей мере приблизительно 1 секунду, более предпочтительно по меньшей мере приблизительно 2 секунды, более предпочтительно по меньшей мере приблизительно 3 секунды.
Предпочтительно первый период времени является достаточно коротким для сведения к минимуму времени перед регулированием контроллером подачи питания электрическому нагревателю в течение второго периода времени для обеспечения желаемых ощущений пользователя. Предпочтительно первый период времени составляет менее чем приблизительно 15 секунд, более предпочтительно менее чем приблизительно 14 секунд, более предпочтительно менее чем приблизительно 13 секунд, более предпочтительно менее чем приблизительно 12 секунд, более предпочтительно менее чем приблизительно 11 секунд, более предпочтительно менее чем приблизительно 10 секунд.
Контроллер может быть выполнен с возможностью определения скорости увеличения температуры электрического нагревателя посредством определения увеличения температуры электрического нагревателя в течение установленного периода времени. Контроллер может быть выполнен с возможностью определения скорости увеличения температуры электрического нагревателя для всего первого периода времени. Контроллер может быть выполнен с возможностью определения скорости увеличения температуры электрического нагревателя на основе первой температуры электрического нагревателя, определенной в начале первого периода времени, и второй температуры электрического нагревателя, определенной в конце первого периода времени.
Контроллер может быть выполнен с возможностью определения скорости увеличения температуры электрического нагревателя посредством определения необходимого времени для того, чтобы произошло предварительно определенное увеличение температуры электрического нагревателя. Контроллер может быть выполнен с возможностью определения скорости увеличения температуры электрического нагревателя в течение части первого периода времени. Контроллер может быть выполнен с возможностью определения необходимого времени для увеличения температуры электрического нагревателя от первой предварительно определенной температуры до второй предварительно определенной температуры в течение первого периода времени, при этом определенное время является определенной скоростью увеличения температуры.
Предпочтительно первая предварительно определенная температура выше любой предполагаемой температуры окружающей среды. Преимущественно первая предварительно определенная температура, которая выше температуры окружающей среды, может сводить к минимуму или исключать влияние любого изменения температуры окружающей среды на определенную скорость увеличения температуры электрического нагревателя. Предпочтительно первая предварительно определенная температура составляет по меньшей мере приблизительно 50 градусов Цельсия, предпочтительно по меньшей мере приблизительно 60 градусов Цельсия, предпочтительно по меньшей мере приблизительно 70 градусов Цельсия, предпочтительно по меньшей мере приблизительно 80 градусов Цельсия, предпочтительно по меньшей мере приблизительно 90 градусов Цельсия. Первая предварительно определенная температура может составлять 100 градусов Цельсия.
Следует понимать, что числовые значения, указанные в настоящем документе, включают диапазон значений около указанного значения на основе изменений, которые являются результатом производственных допусков и точности измерительных приборов.
Предпочтительно вторая предварительно определенная температура ниже целевой рабочей температуры электрического нагревателя в течение второго периода времени. Преимущественно вторая предварительно определенная температура, которая ниже целевой рабочей температуры, может облегчать определение скорости увеличения температуры электрического нагревателя перед тем, как контроллеру необходимо начать регулирование подачи питания электрическому нагревателю в течение второго периода времени. Предпочтительно вторая предварительно определенная температура составляет менее чем приблизительно 300 градусов Цельсия, предпочтительно менее чем приблизительно 290 градусов Цельсия, предпочтительно менее чем приблизительно 280 градусов Цельсия, предпочтительно менее чем приблизительно 270 градусов Цельсия, предпочтительно менее чем приблизительно 260 градусов Цельсия. Вторая предварительно определенная температура может составлять 250 градусов Цельсия.
Предпочтительно контроллер выполнен с возможностью подачи питания от источника питания электрическому нагревателю с постоянной интенсивностью в течение первого периода времени. Преимущественно, подача питания электрическому нагревателю с постоянной интенсивностью в течение первого периода времени может облегчить точное определение скорости увеличения температуры электрического нагревателя в течение первого периода времени. Предпочтительно контроллер выполнен с возможностью подачи питания от источника питания электрическому нагревателю при коэффициенте заполнения, составляющем по меньшей мере приблизительно 95 процентов в течение первого периода времени.
Предпочтительно контроллер выполнен с возможностью подачи питания от источника питания электрическому нагревателю с первой интенсивностью или второй интенсивностью в течение второго периода времени на основе сравнения определенной скорости увеличения температуры с первым порогом, при этом вторая интенсивность больше, чем первая интенсивность. Первая интенсивность может быть описана как уменьшенная интенсивность или более низкая интенсивность. Вторая интенсивность может быть описана как нормальная интенсивность. Первый порог может указывать на порог между нормальным содержанием воды в субстрате, образующем аэрозоль, и высоким содержанием воды в субстрате, образующем аэрозоль. Другими словами, определенная скорость увеличения температуры, которая ниже первого порога, может указывать на высокое содержание воды в субстрате, образующем аэрозоль. Определенная скорость увеличения температуры, которая выше первого порога, может указывать на нормальное содержание воды в субстрате, образующем аэрозоль.
В вариантах осуществления, в которых контроллер определяет скорость увеличения температуры электрического нагревателя посредством определения увеличения температуры электрического нагревателя в течение установленного периода времени, первый порог может быть порогом увеличения температуры. Контроллер выполнен с возможностью подачи питания электрическому нагревателю с первой интенсивностью, когда определенное увеличение температуры ниже первого порогового значения. Контроллер выполнен с возможностью подачи питания электрическому нагревателю со второй интенсивностью, когда определенное увеличение температуры выше первого порогового значения. Первый порог может быть увеличением температуры от приблизительно 230 градусов Цельсия до приблизительно 250 градусов Цельсия. Первый порог может быть увеличением температуры от приблизительно 240 градусов Цельсия до приблизительно 250 градусов Цельсия.
В вариантах осуществления, в которых контроллер определяет скорость увеличения температуры электрического нагревателя посредством определения необходимого времени для того, чтобы произошло предварительно определенное увеличение температуры электрического нагревателя, первый порог может быть временным порогом. Контроллер выполнен с возможностью подачи питания электрическому нагревателю с первой интенсивностью, когда определенное время больше первого порога. Контроллер выполнен с возможностью подачи питания электрическому нагревателю со второй интенсивностью, когда определенное время меньше первого порога. Первый порог может быть временем, составляющим от приблизительно 3 секунд до приблизительно 10 секунд. Первый порог может быть временем, составляющим от приблизительно 5 секунд до приблизительно 7 секунд. Первый порог может быть временем, составляющим 5,2 секунды.
Предпочтительно контроллер выполнен с возможностью предотвращения подачи питания от источника питания электрическому нагревателю на основе сравнения определенной скорости увеличения температуры со вторым порогом, при этом второй порог отличен от первого порога. Второй порог может указывать на порог между нормальным содержанием воды в субстрате, образующем аэрозоль, и низким содержанием воды в субстрате, образующем аэрозоль. Другими словами, определенная скорость увеличения температуры, которая ниже второго порога, может указывать на нормальное содержание воды в субстрате, образующем аэрозоль. Определенная скорость увеличения температуры, которая выше второго порога, может указывать на низкое содержание воды в субстрате, образующем аэрозоль.
В вариантах осуществления, в которых контроллер определяет скорость увеличения температуры электрического нагревателя посредством определения увеличения температуры электрического нагревателя в течение установленного периода времени, второй порог может быть порогом увеличения температуры. Контроллер выполнен с возможностью подачи питания электрическому нагревателю со второй интенсивностью, когда определенное увеличение температуры выше первого порога и ниже второго порога. Контроллер выполнен с возможностью предотвращения подачи питания электрическому нагревателю, когда определенное увеличение температуры выше второго порога. Второй порог может быть увеличением температуры от приблизительно 310 градусов Цельсия до приблизительно 330 градусов Цельсия. Второй порог может быть увеличением температуры от приблизительно 310 градусов Цельсия до приблизительно 320 градусов Цельсия.
В вариантах осуществления, в которых контроллер определяет скорость увеличения температуры электрического нагревателя посредством определения необходимого времени для того, чтобы произошло предварительно определенное увеличение температуры электрического нагревателя, второй порог может быть временным порогом. Контроллер выполнен с возможностью подачи питания электрическому нагревателю со второй интенсивностью, когда определенное время меньше первого порога и больше второго порога. Контроллер выполнен с возможностью предотвращения подачи питания электрическому нагревателю, когда определенное время меньше второго порога. Второй порог может быть временем, составляющим от приблизительно 4 секунд до приблизительно 5 секунд.
Предпочтительно контроллер выполнен с возможностью определения температуры окружающей среды.
В вариантах осуществления, в которых первый порог является порогом увеличения температуры, предпочтительно контроллер выполнен с возможностью подачи питания от источника питания электрическому нагревателю с первой интенсивностью, когда определенное увеличение температуры электрического нагревателя ниже первого порога и определенная температура окружающей среды выше порога температуры окружающей среды.
В вариантах осуществления, в которых первый порог является временным порогом, предпочтительно контроллер выполнен с возможностью подачи питания от источника питания электрическому нагревателю с первой интенсивностью, когда определенное время больше первого порога и определенная температура окружающей среды выше порога температуры окружающей среды.
В вариантах осуществления, в которых первый порог является порогом увеличения температуры, предпочтительно контроллер выполнен с возможностью подачи питания от источника питания электрическому нагревателю со второй интенсивностью, когда определенное увеличение температуры электрического нагревателя ниже первого порога и определенная температура окружающей среды ниже порога температуры окружающей среды.
В вариантах осуществления, в которых первый порог является временным порогом, предпочтительно контроллер выполнен с возможностью подачи питания от источника питания электрическому нагревателю со второй интенсивностью, когда определенное время больше первого порога и определенная температура окружающей среды ниже порога температуры окружающей среды.
Авторы настоящего изобретения установили, что скорость увеличения температуры субстрата, образующего аэрозоль, имеющего нормальное содержание воды, может быть значительно ниже, когда температура окружающей среды является низкой. Другими словами, в холодной окружающей среде определенная скорость увеличения температуры электрического нагревателя при использовании с субстратом, образующим аэрозоль, имеющим нормальное содержание воды, может быть подобной определенной скорости увеличения температуры электрического нагревателя при использовании с субстратом, образующим аэрозоль, имеющим высокое содержание воды при нормальной температуре окружающей среды. Следовательно, преимущественно подача питания электрическому нагревателю с первой интенсивностью в течение второго периода времени, только когда температура окружающей среды выше порога температуры окружающей среды, может уменьшить или предотвратить подачу энергии контроллером с первой интенсивностью при использовании устройства, генерирующего аэрозоль, с субстратом, образующим аэрозоль, имеющим нормальное содержание воды при низкой температуре окружающей среды. Авторы настоящего изобретения установили, что когда температура окружающей среды является низкой, нет необходимости подавать питание электрическому нагревателю с первой интенсивностью для субстрата, образующего аэрозоль, имеющего высокое содержание воды. В частности, преимущественно холодный окружающий воздух, поступающий в устройство, генерирующее аэрозоль, во время использования, является достаточным для поддержания температуры генерируемого аэрозоля на уровне, приемлемом для пользователя, даже когда субстрат, образующий аэрозоль, имеет высокое содержание воды.
Предпочтительно порог температуры окружающей среды составляет от приблизительно 15 градусов Цельсия до приблизительно 25 градусов Цельсия, предпочтительно от приблизительно 17 градусов Цельсия до приблизительно 23 градусов Цельсия. Порог температуры окружающей среды может составлять 18 градусов Цельсия.
Устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать датчик температуры, выполненный с возможностью измерения температуры окружающей среды, при этом контроллер выполнен с возможностью определения температуры окружающей среды на основе сигнала, полученного от датчика температуры. Датчик температуры может содержать терморезистор. Датчик температуры может содержать термопару. Датчик температуры может содержать полупроводниковый датчик температуры.
Для облегчения определения скорости увеличения температуры электрического нагревателя предпочтительно контроллер выполнен с возможностью определения температуры электрического нагревателя. Предпочтительно электрический нагреватель содержит по меньшей мере один резистивный нагревательный элемент, при этом контроллер выполнен с возможностью определения температуры по меньшей мере одного резистивного нагревательного элемента на основе сопротивления по меньшей мере одного резистивного нагревательного элемента. Контроллер может содержать схему, выполненную с возможностью измерения сопротивления по меньшей мере одного резистивного нагревательного элемента. Контроллер может быть выполнен с возможностью определения температуры по меньшей мере одного резистивного нагревательного элемента посредством сравнения измеряемого сопротивления с калиброванной кривой зависимости сопротивления от температуры.
Предпочтительно электрический нагреватель содержит несколько резистивных нагревательных элементов. Предпочтительно резистивные нагревательные элементы параллельно электрически соединены. Преимущественно обеспечение параллельного электрического соединения нескольких резистивных нагревательных элементов может облегчить подачу желаемого электропитания электрическому нагревателю, в то же время уменьшая или сводя к минимуму напряжение, требуемое для обеспечения желаемого электропитания. Преимущественно уменьшение или сведение к минимуму напряжения, требуемого для работы электрического нагревателя, может облегчить уменьшение или сведение к минимуму физического размера источника питания.
Электрический нагреватель может содержать электрически изолирующую подложку, при этом по меньшей мере один резистивный нагревательный элемент предусмотрен на электрически изолирующей подложке.
Предпочтительно электрически изолирующая подложка является стабильной при рабочей температуре электрического нагревателя. Предпочтительно электрически изолирующая подложка является стабильной при температурах до приблизительно 400 градусов Цельсия, более предпочтительно приблизительно 500 градусов Цельсия, более предпочтительно приблизительно 600 градусов Цельсия, более предпочтительно приблизительно 700 градусов Цельсия, более предпочтительно приблизительно 800 градусов Цельсия. Рабочая температура электрического нагревателя во время использования может составлять по меньшей мере приблизительно 200 градусов Цельсия. Рабочая температура электрического нагревателя во время использования может быть менее чем приблизительно 700 градусов Цельсия. Рабочая температура электрического нагревателя во время использования может быть менее чем приблизительно 600 градусов Цельсия. Рабочая температура электрического нагревателя во время использования может быть менее чем приблизительно 500 градусов Цельсия. Рабочая температура электрического нагревателя во время использования может быть менее, чем приблизительно 400 градусов Цельсия.
Электрически изолирующая подложка может являться керамическим материалом, таким как диоксид циркония или оксид алюминия. Предпочтительно электрически изолирующая подложка имеет теплопроводность менее чем приблизительно 2 ватта на метр-кельвин или равную этому значению.
Подходящие материалы для образования по меньшей мере одного резистивного нагревательного элемента включают, но без ограничения: полупроводники, такие как легированная керамика, электрически «проводящая» керамика (такая как, например, дисилицид молибдена), углерод, графит, металлы, сплавы металлов и композитные материалы, изготовленные из керамического материала и металлического материала. Такие композитные материалы могут содержать легированную или нелегированную керамику. Примеры подходящей легированной керамики включают легированные карбиды кремния. Примеры подходящих металлов включают титан, цирконий, тантал и металлы из платиновой группы. Примеры подходящих сплавов металлов включают нержавеющую сталь, никель-, кобальт-, хром-, алюминий-, титан-, цирконий-, гафний-, ниобий-, молибден-, тантал-, вольфрам-, олово-, галлий-, марганец- и железосодержащие сплавы, а также суперсплавы на основе никеля, железа, кобальта, нержавеющей стали, Timetal и сплавы на основе железа-марганца-алюминия.
В некоторых вариантах осуществления по меньшей мере один резистивный нагревательный элемент содержит одну или несколько штампованных частей из электрически резистивного материала, такого как нержавеющая сталь. Альтернативно, по меньшей мере один резистивный нагревательный элемент может содержать нагревательную проволоку или нить, например, проволоку из Ni-Cr (никель-хрома), платины, вольфрама или сплава.
Электрический нагреватель может быть выполнен с возможностью вставки в субстрат, образующий аэрозоль, когда субстрат, образующий аэрозоль, размещен в полости. Электрический нагреватель может быть расположен в полости. Электрический нагреватель может быть удлиненным электрическим нагревателем. Удлиненный электрический нагреватель может иметь форму пластины. Удлиненный электрический нагреватель может иметь форму штыря. Удлиненный электрический нагреватель может иметь форму конуса. Удлиненный электрический нагреватель может иметь форму пластины.
Источник питания может быть источником напряжения постоянного тока. В предпочтительных вариантах осуществления источник питания является батареей. Например, источник питания может быть никель-металлогидридной батареей, никель-кадмиевой батареей или батареей на основе лития, например, литий-кобальтовой, литий-железо-фосфатной или литий-полимерной батареей. Источник питания может альтернативно быть другим видом устройства накопления заряда, таким как конденсатор. Источник питания может нуждаться в перезарядке и может иметь емкость, которая позволяет накапливать достаточно энергии для использования устройства, генерирующего аэрозоль, с одним или несколькими субстратами, образующими аэрозоль.
Предпочтительно устройство, генерирующее аэрозоль, содержит корпус. Предпочтительно корпус по меньшей мере частично образует полость для размещения субстрата, образующего аэрозоль.
Предпочтительно устройство, генерирующее аэрозоль, содержит по меньшей мере одно впускное отверстие для воздуха, находящееся в сообщении по текучей среде с полостью. В вариантах осуществления, в которых устройство, генерирующее аэрозоль, содержит корпус, предпочтительно корпус по меньшей мере частично образует по меньшей мере одно впускное отверстие для воздуха. Предпочтительно по меньшей мере одно впускное отверстие для воздуха находится в сообщении по текучей среде с расположенным выше по ходу потока концом полости. В вариантах осуществления, в которых электрический нагреватель является удлиненным электрическим нагревателем, расположенным в полости, предпочтительно удлиненный электрический нагреватель проходит в полость от расположенного выше по ходу потока конца полости.
Устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать датчик для обнаружения потока воздуха, указывающего на осуществление затяжки потребителем. Датчик потока воздуха может быть электромеханическим устройством. Датчик потока воздуха может быть любым из: механического устройства, оптического устройства, оптико-механического устройства и датчика на основе микроэлектромеханических систем (MEMS). Устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать управляемый вручную переключатель для инициирования затяжки потребителем.
Предпочтительно, устройство, генерирующее аэрозоль, содержит индикатор для указания того, когда электрический нагреватель активирован. Индикатор может содержать источник света, активируемый, когда электрический нагреватель активирован.
Устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать по меньшей мере один из внешнего штекера или разъема и по меньшей мере один внешний электрический контакт, позволяющий соединять устройство, генерирующее аэрозоль, с другим электрическим устройством. Например, устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать USB-штекер или USB-разъем, чтобы позволить соединить устройство, генерирующего аэрозоль, с другим устройством, снабженным USB. Например, USB-штекер или USB-разъем могут позволить соединить устройство, генерирующее аэрозоль, с зарядным USB-устройством для зарядки перезаряжаемого источника питания внутри устройства, генерирующего аэрозоль. USB-штекер или USB-разъем могут дополнительно или альтернативно поддерживать передачу данных устройству, генерирующему аэрозоль, или от него или как устройству, генерирующему аэрозоль, так и от него. Дополнительно или альтернативно устройство, генерирующее аэрозоль, может быть соединено с компьютером для передачи данных, таких как новые профили нагрева для новых изделий, генерирующих аэрозоль, устройству.
В тех вариантах осуществления, в которых устройство, генерирующее аэрозоль, содержит USB-штекер или USB-разъем, устройство, генерирующее аэрозоль, может дополнительно содержать съемный колпачок, надеваемый на USB-штекер или USB-разъем, когда он не используется. В вариантах осуществления в которых USB-штекер или USB-разъем является USB-штекером, USB-штекер может дополнительно или альтернативно быть выборочно выдвигаемым из устройства.
Согласно второму аспекту настоящего изобретения предусмотрена система, генерирующая аэрозоль, содержащая устройство, генерирующее аэрозоль, согласно первому аспекту настоящего изобретения в соответствии с любым из вариантов осуществления, описанных в настоящем документе, и изделие, генерирующее аэрозоль, содержащее субстрат, образующий аэрозоль.
Используемый в настоящем документе термин «изделие, генерирующее аэрозоль», относится к изделию, содержащему субстрат, образующий аэрозоль, который при нагреве высвобождает летучие соединения, которые могут образовывать аэрозоль.
Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать табак.
Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать табачный штранг. Табачный штранг может содержать одно или более из порошка, гранул, шариков, кусочков, тонких трубочек, полосок или листов, содержащих одно или более из табачного листа, фрагментов табачных жилок, восстановленного табака, гомогенизированного табака, экструдированного табака и расширенного табака. Табачный штранг может необязательно содержать дополнительные табачные или нетабачные летучие вкусоароматические соединения, предназначенные для высвобождения при нагреве табачного штранга. Табачный штранг может необязательно также содержать капсулы, которые, например, содержат дополнительные табачные или нетабачные летучие вкусоароматические соединения. Такие капсулы могут плавиться во время нагрева табачного штранга. Альтернативно или дополнительно, такие капсулы могут быть разрушены до, во время или после нагрева табачного штранга.
Если табачный штранг содержит гомогенизированный табачный материал, гомогенизированный табачный материал может быть образован посредством агломерирования сыпучего табака. Гомогенизированный табачный материал может иметь форму листа. Гомогенизированный табачный материал может иметь содержание вещества для образования аэрозоля больше чем 5 процентов в пересчете на сухой вес. Гомогенизированный табачный материал может альтернативно иметь содержание вещества для образования аэрозоля от 5 процентов до 30 процентов по весу в пересчете на сухой вес. Листы гомогенизированного табачного материала могут быть образованы посредством агломерирования сыпучего табака, полученного посредством помола или измельчения другим способом одного или обоих из пластинок табачного листа и жилок табачного листа; альтернативно или дополнительно, листы гомогенизированного табачного материала могут содержать одно или более из табачной пыли, табачной мелочи и других сыпучих табачных побочных продуктов, образующихся, например, во время обработки, перемещения и отгрузки табака. Листы гомогенизированного табачного материала могут содержать одно или более внутренних связующих, которые являются табачными эндогенными связующими, одно или более внешних связующих, которые являются табачными экзогенными связующими, или их сочетание для поддержки агломерирования сыпучего табака. Альтернативно или дополнительно, листы гомогенизированного табачного материала могут содержать другие добавки включая, но без ограничения, табачные и нетабачные волокна, вещества для образования аэрозоля, увлажнители, пластификаторы, ароматизаторы, наполнители, водные и неводные растворители и их сочетания. Листы гомогенизированного табачного материала предпочтительно получены посредством литьевого способа того типа, который обычно включает литье суспензии, содержащей сыпучий табак и одно или более связующих, на конвейерной ленте или другой опорной поверхности, сушку отлитой суспензии для образования листа гомогенизированного табачного материала и снятие листа гомогенизированного табачного материала с опорной поверхности.
Изделие, генерирующее аэрозоль, может иметь общую длину от приблизительно 30 миллиметров до приблизительно 100 миллиметров. Изделие, генерирующее аэрозоль может иметь внешний диаметр от приблизительно 5 миллиметров до приблизительно 13 миллиметров.
Изделие, генерирующее аэрозоль, может содержать мундштук, расположенный ниже по ходу потока относительно табачного штранга. Мундштук может быть размещен на расположенном ниже по ходу потока конце изделия, генерирующего аэрозоль. Мундштук может быть ацетилцеллюлозной заглушкой фильтра. Предпочтительно мундштук имеет длину приблизительно 7 миллиметров, но может иметь длину от приблизительно 5 миллиметров до приблизительно 10 миллиметров.
Табачный штранг может иметь длину приблизительно 10 миллиметров. Табачный штранг может иметь длину приблизительно 12 миллиметров.
Диаметр табачного штранга может составлять от приблизительно 5 миллиметров до приблизительно 12 миллиметров.
В предпочтительном варианте осуществления изделие, генерирующее аэрозоль, имеет общую длину от приблизительно 40 миллиметров до приблизительно 50 миллиметров. Предпочтительно изделие, генерирующее аэрозоль, имеет общую длину приблизительно 45 миллиметров. Предпочтительно изделие, генерирующее аэрозоль, имеет внешний диаметр приблизительно 7,2 миллиметра.
Согласно третьему аспекту настоящего изобретения предусмотрен способ управления устройством, генерирующим аэрозоль, имеющим полость для размещения субстрата, образующего аэрозоль, источник питания и электрический нагреватель, выполненный с возможностью нагрева субстрата, образующего аэрозоль, когда субстрат, образующий аэрозоль, размещен в полости. Способ включает этап управления подачей питания от источника питания электрическому нагревателю в течение первого периода времени. Способ также включает этап определения скорости увеличения температуры электрического нагревателя в течение первого периода времени. Способ также включает этап регулирования подачи питания от источника питания электрическому нагревателю в течение второго периода времени после первого периода времени, при этом подача питания от источника питания электрическому нагревателю в течение второго периода времени регулируется на основе определенной скорости увеличения температуры в течение первого периода времени.
Как описано в настоящем документе в отношении первого аспекта настоящего изобретения, определенная скорость увеличения температуры электрического нагревателя может указывать на содержание воды в субстрате, образующем аэрозоль. Относительно низкая определенная скорость увеличения температуры может указывать на относительно высокое содержание воды. Относительно высокая определенная скорость увеличения температуры может указывать на относительно низкое содержание воды. Преимущественно, на основе определенной скорости увеличения температуры подача питания электрическому нагревателю в течение последующего второго периода времени может быть отрегулирована для регулирования дальнейшего нагрева электрического нагревателя.
Предпочтительно первый период времени является достаточно длинным для обеспечения измеримого увеличения температуры электрического нагревателя в диапазоне содержания воды для субстрата, образующего аэрозоль. Предпочтительно первый период времени составляет по меньшей мере приблизительно 1 секунду, более предпочтительно по меньшей мере приблизительно 2 секунды, более предпочтительно по меньшей мере приблизительно 3 секунды.
Предпочтительно первый период времени является достаточно коротким для сведения к минимуму времени перед регулированием подачи питания электрическому нагревателю в течение второго периода времени для обеспечения желаемых ощущений пользователя. Предпочтительно первый период времени составляет менее чем приблизительно 15 секунд, более предпочтительно менее чем приблизительно 14 секунд, более предпочтительно менее чем приблизительно 13 секунд, более предпочтительно менее чем приблизительно 12 секунд, более предпочтительно менее чем приблизительно 11 секунд, более предпочтительно менее чем приблизительно 10 секунд.
Этап определения скорости увеличения температуры электрического нагревателя может включать определение увеличения температуры электрического нагревателя в течение установленного периода времени. Этап определения скорости увеличения температуры электрического нагревателя может включать определение скорости увеличения температуры электрического нагревателя для всего первого периода времени. Этап определения скорости увеличения температуры электрического нагревателя может включать определение скорости увеличения температуры электрического нагревателя на основе первой температуры электрического нагревателя, определенной в начале первого периода времени, и второй температуры электрического нагревателя, определенной в конце первого периода времени.
Этап определения скорости увеличения температуры электрического нагревателя может включать определение необходимого времени для того, чтобы произошло предварительно определенное увеличение температуры электрического нагревателя. Этап определения скорости увеличения температуры электрического нагревателя может включать определение скорости увеличения температуры электрического нагревателя в течение части первого периода времени. Этап определения скорости увеличения температуры электрического нагревателя может включать определение необходимого времени для увеличения температуры электрического нагревателя от первой предварительно определенной температуры до второй предварительно определенной температуры в течение первого периода времени, при этом определенное время является определенной скоростью увеличения температуры.
Предпочтительно первая предварительно определенная температура выше любой предполагаемой температуры окружающей среды. Преимущественно первая предварительно определенная температура, которая выше температуры окружающей среды, может сводить к минимуму или исключать влияние любого изменения температуры окружающей среды на определенную скорость увеличения температуры электрического нагревателя. Предпочтительно первая предварительно определенная температура составляет по меньшей мере приблизительно 50 градусов Цельсия, предпочтительно по меньшей мере приблизительно 60 градусов Цельсия, предпочтительно по меньшей мере приблизительно 70 градусов Цельсия, предпочтительно по меньшей мере приблизительно 80 градусов Цельсия, предпочтительно по меньшей мере приблизительно 90 градусов Цельсия. Первая предварительно определенная температура может составлять приблизительно 100 градусов Цельсия.
Предпочтительно вторая предварительно определенная температура ниже целевой рабочей температуры электрического нагревателя в течение второго периода времени. Преимущественно вторая предварительно определенная температура, которая ниже целевой рабочей температуры, может облегчить определение скорости увеличения температуры электрического нагревателя перед регулированием подачи питания электрическому нагревателю в течение второго периода времени. Предпочтительно вторая предварительно определенная температура составляет менее чем приблизительно 300 градусов Цельсия, предпочтительно менее чем приблизительно 290 градусов Цельсия, предпочтительно менее чем приблизительно 280 градусов Цельсия, предпочтительно менее чем приблизительно 270 градусов Цельсия, предпочтительно менее чем приблизительно 260 градусов Цельсия. Вторая предварительно определенная температура может составлять приблизительно 250 градусов Цельсия.
Предпочтительно этап управления подачей питания от источника питания электрическому нагревателю в течение первого периода времени включает подачу питания от источника питания электрическому нагревателю с постоянной интенсивностью в течение первого периода времени. Преимущественно, подача питания электрическому нагревателю с постоянной интенсивностью в течение первого периода времени может облегчить точное определение скорости увеличения температуры электрического нагревателя в течение первого периода времени.
Предпочтительно этап регулирования подачи питания от источника питания электрическому нагревателю в течение второго периода времени включает подачу питания от источника питания электрическому нагревателю с первой интенсивностью или второй интенсивностью в течение второго периода времени на основе сравнения определенной скорости увеличения температуры с первым порогом, при этом вторая интенсивность больше, чем первая интенсивность. Первая интенсивность может быть описана как уменьшенная интенсивность или более низкая интенсивность. Вторая интенсивность может быть описана как нормальная интенсивность. Первый порог может указывать на порог между нормальным содержанием воды в субстрате, образующем аэрозоль, и высоким содержанием воды в субстрате, образующем аэрозоль. Другими словами, определенная скорость увеличения температуры, которая ниже первого порога, может указывать на высокое содержание воды в субстрате, образующем аэрозоль. Определенная скорость увеличения температуры, которая выше первого порога, может указывать на нормальное содержание воды в субстрате, образующем аэрозоль.
В вариантах осуществления, в которых скорость увеличения температуры электрического нагревателя определяется посредством определения увеличения температуры электрического нагревателя в течение установленного периода времени, первый порог может быть порогом увеличения температуры. Этап регулирования подачи питания от источника питания электрическому нагревателю в течение второго периода времени включает подачу питания электрическому нагревателю с первой интенсивностью, когда определенное увеличение температуры ниже первого порога. Этап регулирования подачи питания от источника питания электрическому нагревателю в течение второго периода времени включает подачу питания электрическому нагревателю со второй интенсивностью, когда определенное увеличение температуры выше первого порога. Первый порог может быть увеличением температуры от приблизительно 230 градусов Цельсия до приблизительно 250 градусов Цельсия. Первый порог может быть увеличением температуры от приблизительно 240 градусов Цельсия до приблизительно 250 градусов Цельсия.
В вариантах осуществления, в которых скорость увеличения температуры электрического нагревателя определяется посредством определения необходимого времени для того, чтобы произошло предварительно определенное увеличение температуры электрического нагревателя, первый порог может быть временным порогом. Этап регулирования подачи питания от источника питания электрическому нагревателю в течение второго периода времени включает подачу питания электрическому нагревателю с первой интенсивностью, когда определенное время больше первого порога. Этап регулирования подачи питания от источника питания электрическому нагревателю в течение второго периода времени включает подачу питания электрическому нагревателю со второй интенсивностью, когда определенное время меньше первого порога. Первый порог может быть временем, составляющим от приблизительно 5 секунд до приблизительно 6 секунд. Первый порог может быть временем, составляющим приблизительно 5,2 секунды.
Предпочтительно этап регулирования подачи питания от источника питания электрическому нагревателю в течение второго периода времени включает предотвращение подачи питания от источника питания электрическому нагревателю на основе сравнения определенной скорости увеличения температуры со вторым порогом, при этом второй порог отличен от первого порога. Второй порог может указывать на порог между нормальным содержанием воды в субстрате, образующем аэрозоль, и низким содержанием воды в субстрате, образующем аэрозоль. Другими словами, определенная скорость увеличения температуры, которая ниже второго порога, может указывать на нормальное содержание воды в субстрате, образующем аэрозоль. Определенная скорость увеличения температуры, которая выше второго порога, может указывать на низкое содержание воды в субстрате, образующем аэрозоль.
В вариантах осуществления, в которых этап определения скорости увеличения температуры электрического нагревателя включает определение увеличения температуры электрического нагревателя в течение установленного периода времени, второй порог может быть порогом увеличения температуры. Этап регулирования подачи питания от источника питания электрическому нагревателю в течение второго периода времени включает подачу питания электрическому нагревателю со второй интенсивностью, когда определенное увеличение температуры выше первого порога и ниже второго порога. Этап регулирования подачи питания от источника питания электрическому нагревателю в течение второго периода времени включает предотвращение подачи питания электрическому нагревателю, когда определенное увеличение температуры выше второго порога. Второй порог может быть увеличением температуры от приблизительно 310 градусов Цельсия до приблизительно 330 градусов Цельсия. Второй порог может быть увеличением температуры от приблизительно 310 градусов Цельсия до приблизительно 320 градусов Цельсия.
В вариантах осуществления, в которых этап определения скорости увеличения температуры электрического нагревателя включает определение необходимого времени для того, чтобы произошло предварительно определенное увеличение температуры электрического нагревателя, второй порог может быть временным порогом. Этап регулирования подачи питания от источника питания электрическому нагревателю в течение второго периода времени включает подачу питания электрическому нагревателю со второй интенсивностью, когда определенное время меньше первого порога и больше второго порога. Этап регулирования подачи питания от источника питания электрическому нагревателю в течение второго периода времени включает предотвращение подачи питания электрическому нагревателю, когда определенное время меньше второго порога. Второй порог может быть временем, составляющим от приблизительно 4 секунд до приблизительно 5 секунд.
Предпочтительно способ дополнительно включает этап определения температуры окружающей среды. Этап определения температуры окружающей среды может быть осуществлен перед этапом управления подачей питания от источника питания электрическому нагревателю в течение первого периода времени. Этап определения температуры окружающей среды может быть осуществлен после этапа управления подачей питания от источника питания электрическому нагревателю в течение первого периода времени и перед этапом определения скорости увеличения температуры электрического нагревателя в течение первого периода времени. Этап определения температуры окружающей среды может быть осуществлен после этапа определения скорости увеличения температуры электрического нагревателя в течение первого периода времени и перед этапом регулирования подачи питания от источника питания электрическому нагревателю в течение второго периода времени.
В вариантах осуществления, в которых первый порог является порогом увеличения температуры, предпочтительно этап регулирования подачи питания от источника питания электрическому нагревателю в течение второго периода времени включает подачу питания от источника питания электрическому нагревателю с первой интенсивностью, когда определенное увеличение температуры электрического нагревателя ниже первого порога и определенная температура окружающей среды выше порога температуры окружающей среды.
В вариантах осуществления, в которых первый порог является временным порогом, предпочтительно этап регулирования подачи питания от источника питания электрическому нагревателю в течение второго периода времени включает подачу питания от источника питания электрическому нагревателю с первой интенсивностью, когда определенное время больше первого порога и определенная температура окружающей среды выше порога температуры окружающей среды.
В вариантах осуществления, в которых первый порог является порогом увеличения температуры, предпочтительно этап регулирования подачи питания от источника питания электрическому нагревателю в течение второго периода времени включает подачу питания от источника питания электрическому нагревателю со второй интенсивностью, когда определенное увеличение температуры электрического нагревателя ниже первого порога и определенная температура окружающей среды ниже порога температуры окружающей среды.
В вариантах осуществления, в которых первый порог является временным порогом, предпочтительно этап регулирования подачи питания от источника питания электрическому нагревателю в течение второго периода времени включает подачу питания от источника питания электрическому нагревателю со второй интенсивностью, когда определенное время больше первого порога и определенная температура окружающей среды ниже порога температуры окружающей среды.
Предпочтительно порог температуры окружающей среды составляет от приблизительно 15 градусов Цельсия до приблизительно 25 градусов Цельсия, предпочтительно от приблизительно 17 градусов Цельсия до приблизительно 23 градусов Цельсия. Порог температуры окружающей среды может составлять приблизительно 18 градусов Цельсия.
Согласно четвертому аспекту настоящего изобретения предусмотрена компьютерная программа, которая при выполнении на компьютере или другом устройстве обработки осуществляет способ третьего аспекта настоящего изобретения в соответствии с любым из вариантов осуществления, описанных в настоящем документе. Компьютерная программа может быть реализована в виде программного продукта, подходящего для работы с устройством, генерирующим аэрозоль, имеющим программируемый контроллер, а также другие требуемые элементы аппаратного обеспечения, такие как электрический нагреватель и источник питания.
Согласно пятому аспекту настоящего изобретения предусмотрено устройство, генерирующее аэрозоль, содержащее полость для размещения субстрата, образующего аэрозоль, и электрический нагреватель, выполненный с возможностью нагрева субстрата, образующего аэрозоль, когда субстрат, образующий аэрозоль, размещен в полости. Устройство, генерирующее аэрозоль, также содержит источник питания и контроллер, выполненный с возможностью управления подачей питания от источника питания электрическому нагревателю в течение первого периода времени и второго периода времени после первого периода времени. Контроллер также выполнен с возможностью определения температуры окружающей среды. Контроллер также выполнен с возможностью регулирования подачи питания от источника питания электрическому нагревателю в течение второго периода времени на основе определенной температуры окружающей среды.
Контроллер может быть выполнен с возможностью определения температуры окружающей среды перед первым периодом времени. Контроллер может быть выполнен с возможностью определения температуры окружающей среды в начале первого периода времени. Контроллер может быть выполнен с возможностью определения температуры окружающей среды в течение первого периода времени. Контроллер может быть выполнен с возможностью определения температуры окружающей среды в конце первого периода времени.
Предпочтительно контроллер выполнен с возможностью подачи питания от источника питания электрическому нагревателю с первой интенсивностью в течение второго периода времени, когда определенная температура окружающей среды выше порога температуры окружающей среды.
Предпочтительно контроллер выполнен с возможностью подачи питания от источника питания электрическому нагревателю со второй интенсивностью в течение второго периода времени, когда определенная температура окружающей среды ниже порога температуры окружающей среды, при этом вторая интенсивность больше, чем первая интенсивность.
Предпочтительно порог температуры окружающей среды составляет от приблизительно 15 градусов Цельсия до приблизительно 25 градусов Цельсия, предпочтительно от приблизительно 17 градусов Цельсия до приблизительно 23 градусов Цельсия. Порог температуры окружающей среды может составлять 18 градусов Цельсия.
Устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать датчик температуры, выполненный с возможностью измерения температуры окружающей среды, при этом контроллер выполнен с возможностью определения температуры окружающей среды на основе сигнала, полученного от датчика температуры. Датчик температуры может содержать терморезистор. Датчик температуры может содержать термопару. Датчик температуры может содержать полупроводниковый датчик температуры.
Устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать любой из признаков, описанных в настоящем документе со ссылкой на первый аспект настоящего изобретения.
Согласно шестому аспекту настоящего изобретения предусмотрена система, генерирующая аэрозоль, содержащая устройство, генерирующее аэрозоль, согласно пятому аспекту настоящего изобретения в соответствии с любым из вариантов осуществления, описанных в настоящем документе, и изделие, генерирующее аэрозоль, содержащее субстрат, образующий аэрозоль. Система, генерирующая аэрозоль, может содержать любой из признаков, описанных в настоящем документе со ссылкой на второй аспект настоящего изобретения.
Согласно седьмому аспекту настоящего изобретения предусмотрен способ управления устройством, генерирующим аэрозоль, имеющим полость для размещения субстрата, образующего аэрозоль, источник питания и электрический нагреватель, выполненный с возможностью нагрева субстрата, образующего аэрозоль, когда субстрат, образующий аэрозоль, размещен в полости. Способ включает этап управления подачей питания от источника питания электрическому нагревателю в течение первого периода времени. Способ также включает этап определения температуры окружающей среды. Способ также включает этап регулирования подачи питания от источника питания электрическому нагревателю в течение второго периода времени после первого периода времени, при этом подача питания от источника питания электрическому нагревателю в течение второго периода времени регулируется на основе определенной температуры окружающей среды.
Этап определения температуры окружающей среды может быть осуществлен перед этапом управления подачей питания от источника питания электрическому нагревателю в течение первого периода времени. Этап определения температуры окружающей среды может быть осуществлен в начале первого периода времени. Этап определения температуры окружающей среды может быть осуществлен в течение первого периода времени. Этап определения температуры окружающей среды может быть осуществлен в конце первого периода времени.
Предпочтительно этап регулирования подачи питания от источника питания электрическому нагревателю в течение второго периода времени включает подачу питания от источника питания электрическому нагревателю с первой интенсивностью в течение второго периода времени, когда определенная температура окружающей среды выше порога температуры окружающей среды.
Предпочтительно этап регулирования подачи питания от источника питания электрическому нагревателю в течение второго периода времени включает подачу питания от источника питания электрическому нагревателю со второй интенсивностью в течение второго периода времени, когда определенная температура окружающей среды ниже порога температуры окружающей среды, при этом вторая интенсивность больше, чем первая интенсивность.
Предпочтительно порог температуры окружающей среды составляет от приблизительно 15 градусов Цельсия до приблизительно 25 градусов Цельсия, предпочтительно от приблизительно 17 градусов Цельсия до приблизительно 23 градусов Цельсия. Порог температуры окружающей среды может составлять 18 градусов Цельсия.
Способ может включать любой из признаков, описанных в настоящем документе со ссылкой на третий аспект настоящего изобретения.
Согласно восьмому аспекту настоящего изобретения предусмотрена компьютерная программа, которая при выполнении на компьютере или другом устройстве обработки осуществляет способ седьмого аспекта настоящего изобретения в соответствии с любым из вариантов осуществления, описанных в настоящем документе. Компьютерная программа может быть реализована в виде программного продукта, подходящего для работы с устройством, генерирующим аэрозоль, имеющим программируемый контроллер, а также другие требуемые элементы аппаратного обеспечения, такие как электрический нагреватель и источник питания.
Изобретение будет далее описано исключительно в качестве примера со ссылкой на сопроводительные графические материалы, где:
на фиг. 1 показан вид в поперечном сечении устройства, генерирующего аэрозоль, согласно варианту осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 2 показан вид в поперечном сечении системы, генерирующей аэрозоль, содержащей устройство, генерирующее аэрозоль, изображенное на фиг. 1; и
на фиг. 3 проиллюстрирован способ, осуществляемый контроллером устройства, генерирующего аэрозоль, изображенного на фиг. 1.
На фиг. 1 показан вид в поперечном сечении устройства 10, генерирующего аэрозоль, согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Устройство 10, генерирующее аэрозоль, содержит в целом цилиндрический корпус 12, содержащий переднюю часть 13 корпуса и заднюю часть 15 корпуса. Передняя часть 13 корпуса имеет возможность отсоединения посредством скольжения от задней части 15 корпуса и проиллюстрирована в частично отсоединенном положении на фиг. 1.
Передняя часть 13 корпуса содержит наружную стенку 17 и внутреннюю стенку 19, при этом внутренняя стенка 19 образует полость 14 для размещения субстрата, образующего аэрозоль. Множество впускных отверстий 16 для воздуха для впуска воздуха в устройство 12, генерирующее аэрозоль, образованы между наружной стенкой 17 и внутренней стенкой 19 на конце передней части 13 корпуса.
Задняя часть 15 корпуса содержит цилиндрическую стенку 21, которая размещена между наружной стенкой 17 и внутренней стенкой 19 передней части 13 корпуса, когда передняя часть 13 корпуса размещена на задней части 15 корпуса. Цилиндрическая стенка 21 образует множество удлиненных пазов 23.
Устройство 10, генерирующее аэрозоль, также содержит электрический нагреватель 18, расположенный на задней части 15 корпуса и выполненный с возможностью прохождения через отверстие 25, образованное внутренней стенкой 19, и в полость 14, когда передняя часть 13 корпуса размещена на задней части 15 корпуса. Во время использования воздух течет в устройство 10, генерирующее аэрозоль, через впускные отверстия 16 для воздуха, через пазы 23, образованные цилиндрической стенкой 21, и через отверстие 25 в полость 14.
Электрический нагреватель 18 содержит часть 20 в виде основания и удлиненную электрически изолирующую подложку 22, проходящую от части 20 в виде основания. Удлиненная электрически изолирующая подложка 22 выполнена из керамического материала. Удлиненная электрически изолирующая подложка 22 имеет форму пластины для облегчения вставки удлиненной электрически изолирующей подложки 22 в субстрат, образующий аэрозоль, когда субстрат, образующий аэрозоль, размещен в полости 14.
Электрический нагреватель 18 также содержит множество резистивных нагревательных элементов 24, расположенных на удлиненной электрически изолирующей подложке 22.
Устройство 10, генерирующее аэрозоль, также содержит источник 26 питания, контроллер 28 и датчик 29 температуры. Контроллер 28 может быть выполнен с возможностью выполнения нескольких функций, включая управление подачей питания от источника 26 питания резистивному нагревательному элементу 24 электрического нагревателя 18. Источник 26 питания содержит перезаряжаемую батарею.
На фиг. 2 показан вид в поперечном сечении системы 50, генерирующей аэрозоль, содержащей устройство 10, генерирующее аэрозоль, изображенное на фиг. 1, и изделие 52, генерирующее аэрозоль, размещенное в полости 14 устройства 10, генерирующего аэрозоль. Устройство 10, генерирующее аэрозоль, проиллюстрировано на фиг. 2, при этом передняя часть 13 корпуса полностью размещена на задней части 15 корпуса.
Изделие 52, генерирующее аэрозоль, содержит субстрат 54, образующий аэрозоль, в виде табачного штранга, полой ацетатной трубки 56, полимерного фильтра 58, мундштука 60 и наружной обертки 62. Когда изделие 52, генерирующее аэрозоль, размещено в полости 14 устройства 10, генерирующего аэрозоль, удлиненная электрически изолирующая подложка 22 и резистивный нагревательный элемент 24 электрического нагревателя 18 размещены внутри табачного штранга.
Контроллер 28 устройства 10, генерирующего аэрозоль, выполнен с возможностью осуществления способа 100, проиллюстрированного на фиг. 3, когда изделие 52, генерирующее аэрозоль, вставлено в полость 14 и устройство 10, генерирующее аэрозоль, включено пользователем.
На первом этапе 102 контроллер 28 определяет температуру окружающей среды используя датчик 29 температуры.
На втором этапе 104 контроллер 28 начинает подачу питания с постоянной интенсивностью от источника 26 питания электрическому нагревателю 18 в начале первого периода 106 времени.
На третьем этапе 108 контроллер 28 записывает первое время, при котором электрический нагреватель 18 достигает первой предварительно определенной температуры 100 градусов Цельсия. Контроллер 28 выполнен с возможностью определения температуры электрического нагревателя 18 посредством измерения сопротивления резистивного нагревательного элемента 24 и сравнения измеренного сопротивления с калиброванной кривой зависимости сопротивления от температуры, хранящейся в контроллере 28.
На четвертом этапе 110 контроллер 28 записывает второе время, при котором электрический нагреватель 18 достигает второй предварительно определенной температуры 250 градусов Цельсия. На пятом этапе 112 контроллер 18 определяет скорость увеличения температуры электрического нагревателя 18 в течение первого периода. В частности, контроллер 18 определяет разность между первым временем и вторым временем для определения необходимого времени 111 для того, чтобы температура электрического нагревателя 18 увеличилась от первой предварительно определенной температуры до второй предварительно определенной температуры. Необходимое время частично определяется содержанием воды в субстрате 54, образующем аэрозоль. Если субстрат 54, образующий аэрозоль, имеет относительно высокое содержание воды, испарение воды из субстрата 54, образующего аэрозоль, увеличивает скорость передачи тепловой энергии от электрического нагревателя 18 в течение первого периода 106 времени, что приводит в результате к более медленному увеличению температуры и большему необходимому времени 111 для достижения второй предварительно определенной температуры. Если субстрат 54, образующий аэрозоль, имеет относительно низкое содержание воды, уменьшенное испарение воды из субстрата 54, образующего аэрозоль, уменьшает скорость передачи тепловой энергии от электрического нагревателя 18 в течение первого периода 106 времени, что приводит в результате к более быстрому увеличению температуры и меньшему необходимому времени 111 для достижения второй предварительно определенной температуры.
На шестом этапе 114 контроллер 28 завершает первый период времени подачи питания электрическому нагревателю 18 с постоянной интенсивностью и начинает второй период 116 времени. В течение второго периода 116 времени контроллер 28 подает питание от источника 26 питания электрическому нагревателю 18 с интенсивностью, определяемой температурой окружающей среды и определенным необходимым временем для увеличения температуры электрического нагревателя 18 от первой предварительно определенной температуры до второй предварительно определенной температуры. Если необходимое время меньше первого порога, составляющего 5,2 секунды, и больше второго порога, составляющего 4 секунды, контроллер 28 подает питание электрическому нагревателю 18 с предварительно определенной нормальной интенсивностью. Если необходимое время больше первого порога и определенная температура окружающей среды выше порога температуры окружающей среды, составляющего 18 градусов Цельсия, контроллер 28 подает питание электрическому нагревателю 18 с уменьшенной интенсивностью, которая ниже, чем нормальная интенсивность. Если необходимое время больше первого порога и определенная температура окружающей среды ниже порога температуры окружающей среды, контроллер 28 подает питание электрическому нагревателю 18 с нормальной интенсивностью. Если необходимое время меньше второго порога, контроллер 28 предотвращает вторую подачу питания электрическому нагревателю 18 для предотвращения дальнейшего нагрева субстрата 54, образующего аэрозоль.