СИСТЕМА, ГЕНЕРИРУЮЩАЯ АЭРОЗОЛЬ, С ОПРЕДЕЛЕНИЕМ ЧАСТОТЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ
AEROSOL-GENERATING SYSTEM WITH DETERMINATION OF FREQUENCY OF USE

Настоящее изобретение относится к системам, генерирующим аэрозоль, работающим путем нагревания субстрата, образующего аэрозоль. В частности, настоящее изобретение относится к электроуправляемым системам, генерирующим аэрозоль, и к способам управления электроуправляемыми системами, генерирующими аэрозоль.
Один тип системы, генерирующей аэрозоль, представляет собой электроуправляемую курительную систему. Известны удерживаемые рукой электроуправляемые курительные системы, состоящие из части в виде устройства, содержащей батарею и управляющую электронику, и части в виде картриджа, содержащей источник субстрата, образующего аэрозоль, и электроуправляемый испаритель. Картридж, содержащий как источник субстрата, образующего аэрозоль, так и испаритель, иногда называют «картомайзером». Испаритель обычно представляет собой нагреватель в сборе. В некоторых известных примерах субстрат, образующий аэрозоль, представляет собой жидкий субстрат, образующий аэрозоль, а испаритель содержит обмотку из проволоки нагревателя, намотанную вокруг удлиненного фитиля, пропитанного жидким субстратом, образующим аэрозоль. Часть в виде картриджа обычно содержит не только источник субстрата, образующего аэрозоль, и электроуправляемый нагреватель в сборе, но также и мундштук, через который при применении пользователь делает затяжку для втягивания аэрозоля в рот.
Таким образом, электроуправляемые курительные системы, которые испаряют жидкость, образующую аэрозоль, путем нагревания с образованием аэрозоля, обычно содержат обмотку из проволоки, которая обернута вокруг капиллярного материала, который удерживает жидкость. Электрический ток, проходящий через проволоку, вызывает резистивное нагревание проволоки, посредством чего испаряется жидкость в капиллярном материале. Капиллярный материал обычно удерживается внутри канала для потока воздуха, вследствие чего воздух втягивается через фитиль и увлекает пар. Пар впоследствии охлаждается с образованием аэрозоля.
Этот тип системы обычно приводится в действие с помощью кнопочного переключателя или активируемого затяжкой переключателя, посредством которого пользователь управляет функционированием системы. Это послужило причиной использования таких систем, генерирующих аэрозоль, согласно ряду различных профилей использования. Например, некоторые пользователи могут осуществлять ряд прерывистых, интенсивных затяжек за короткий период времени, после чего следует длительный период неиспользования, тогда как другие пользователи могут осуществить большое количество менее интенсивных затяжек, растянутых на более длительный период времени.
Было бы желательно предоставить способ управления электроуправляемой системой, генерирующей аэрозоль, который позволяет настраивать систему, генерирующую аэрозоль, в соответствии с ее профилем использования. Также было бы желательно предоставить электроуправляемую систему, генерирующую аэрозоль, которая выполнена с возможностью настройки в соответствии с ее профилем использования.
Согласно первому аспекту настоящего изобретения предусмотрен способ управления электроуправляемой системой, генерирующей аэрозоль, причем способ включает этапы: обеспечения электроуправляемой системы, генерирующей аэрозоль, содержащей часть для хранения, выполненную с возможностью хранения субстрата, образующего аэрозоль, электрический нагреватель, содержащий по меньшей мере один нагревательный элемент для нагрева субстрата, образующего аэрозоль, датчик для обнаружения активации системы, генератор частоты и электрическую схему, подключенную к датчику; запуска процедуры контроля; измерения параметра использования системы в ходе процедуры контроля с применением датчика; сравнения измеренного параметра использования с пороговым значением для данного параметра использования; определения профиля использования системы на основе сравнения измеренного параметра использования с пороговым значением; повтора в разное время суток этапов запуска процедуры контроля, измерения параметра использования, сравнения измеренного параметра использования и определения профиля использования с целью определения профиля использования в разное время суток, и выбора режима работы системы на основе определенного профиля использования, связанного с текущим временем суток.
С помощью данного способа осуществляют несколько процедур контроля несколько раз в сутки для определения профиля использования в разное время суток. Он включает осуществление нескольких процедур контроля в течение одного дня или нескольких дней.
Предпочтительно с помощью данного способа привычки пользователя контролируют, и управление системой изменяется в соответствии с данными привычками пользователя. Он позволяет учитывать каким образом была использована система и приспосабливать ее надлежащим образом. Он может быть частично преимущественным, когда разные профили использования приводят в результате к разным скоростям потребления субстрата, образующего аэрозоль. Например, он может обеспечить вычисление системой более точной оценки скорости потребления субстрата, образующего аэрозоль. Он также может быть преимущественным, когда разные профили использования приводят в результате к разным характеристикам, таким как увеличенная температура системы, время запуска, свойства аэрозоля или потребление электроэнергии. Кроме того, путем определения профиля использования в разное время суток и выбора режима работы, связанного с текущим временем суток, система может учитывать любые зависимые от времени изменения в профиле использования, например, когда пользователь демонстрирует профиль сеансов в течение дня и профиль нерегулярного использования в течение вечера, или наоборот.
Как используется в данном документе, термин «параметр использования» относится к измеряемому, числовому коэффициенту, который определяет аспект условий работы системы, генерирующей аэрозоль, в частности, в отношении количества активаций или вдохов, осуществляемых пользователем, продолжительности указанной активации, общей продолжительности нескольких активаций, интервала между двумя последовательными активациями, общего интервала между последовательными активациями в некотором количестве активаций, интенсивности затяжек или частоты активации.
Как используется в данном документе, термин «профиль использования» относится к характеристике одного или нескольких параметров использования системы, генерирующей аэрозоль, за период времени.
Как используется в данном документе, термин «режим работы» относится к предварительно заданному методу, в котором осуществляют один или несколько аспектов управления системой, генерирующей аэрозоль, внутри системы посредством электрической схемы.
В самом простом виде способ может быть осуществлен путем запуска первой процедуры контроля в первый момент времени суток; измерения первого параметра использования системы в ходе первой процедуры контроля с применением датчика; сравнения первого измеренного параметра использования с пороговым значением; определения профиля использования системы в первый момент времени суток на основе сравнения первого измеренного параметра использования с пороговым значением; запуска второй процедуры контроля во второй момент времени суток, отличающийся от первого момента времени суток; измерения второго параметра использования системы в ходе второй процедуры контроля с применением датчика; сравнения второго измеренного параметра использования с пороговым значением; определения профиля использования системы во второй момент времени суток на основании сравнения второго измеренного параметра использования с пороговым значением и выбора режима работы системы на основе определенного профиля использования, связанного с текущим временем суток.
Параметр использования может содержать любое подходящее измеряемое условие. Параметр использования может содержать продолжительность активации в ходе процедуры контроля, общую продолжительность активации в ходе процедуры контроля, общее количество активаций в ходе процедуры контроля, продолжительность отключения в ходе процедуры контроля, общую продолжительность отключения в ходе процедуры контроля или любую их комбинацию.
Необязательно этап определения профиля использования осуществляют путем выбора первого профиля использования, если измеренный параметр использования превышает пороговое значение, и выбора второго профиля использования, если измеренный параметр использования не превышает пороговое значение. Таким образом, управление системой может быть приспособлено согласно профилю использования простым образом. Этап определения профиля использования может быть осуществлен путем сравнения измеренного параметра использования с несколькими пороговыми значениями для данного параметра использования. Он может предоставить выбор одного из нескольких режимов работы, обеспечивая увеличенную применимость. Например, этап определения профиля использования может быть осуществлен путем выбора первого профиля использования, если измеренный параметр использования не превышает первое пороговое значение, выбора второго профиля использования, если измеренный параметр использования превышает первое пороговое значение, но не превышает второе более высокое пороговое значение, и выбора третьего профиля использования, если измеренный параметр использования превышает первое и второе пороговые значения. Следует понимать, что этот способ может быть использован с любым количеством режимов работы, например, путем увеличения количества пороговых значений, с которыми сравнивают измеренный параметр использования.
Способ по настоящему изобретению включает повтор в разное время суток этапов запуска процедуры контроля, измерения параметра использования, сравнения измеренного параметра использования и определения профиля использования с целью определения профиля использования в разное время суток. Профиль использования системы может быть определен для любого подходящего времени суток. В некоторых вариантах осуществления этапы запуска процедуры контроля, измерения параметра использования, сравнения измеренного параметра использования и определения профиля использования осуществляют по меньшей мере один раз в течение вечернего времени с целью определения профиля использования системы в течение вечернего времени и по меньшей мере один раз до вечернего времени с целью определения профиля использования системы до вечернего времени. Это позволяет учитывать использование системы как в не вечернее время, так и в течение вечернего времени, когда частота использования системы может значительно отличаться. Как используется в данном документе, термин «вечернее время» относится к периоду времени от 17.00 до 00.00, более предпочтительно от 18.00 до 00.00 по местному времени.
Способ может дополнительно включать этап запуска таймера для измерения продолжительности процедуры контроля. В таких вариантах осуществления этап определения профиля использования может быть осуществлен, если продолжительность процедуры контроля превышает пороговое значение продолжительности. Этап определения профиля использования может быть осуществлен до того, как продолжительность процедуры контроля достигнет порогового значения продолжительности. В некоторых вариантах осуществления параметр использования содержит общее количество активаций в ходе процедуры контроля. В таких вариантах осуществления пороговое значение продолжительности и пороговое значение количества активаций могут быть любыми подходящими значениями. Например, пороговое значение продолжительности может составлять от приблизительно 5 минут до приблизительно 30 минут или от приблизительно 10 минут до приблизительно 20 минут. В одном примере пороговое значение продолжительности установлено приблизительно 15 минут. Пороговое значение количества активаций может зависеть от порогового значения продолжительности. Например, пороговое значение количества активаций может составлять от 1 до 5 активаций в минуту, от 1 до 3 активаций в минуту или приблизительно 2 активации в минуту. В одном конкретном варианте осуществления пороговое значение количества активаций составляет 30 активаций и пороговое значение продолжительности составляет 15 минут.
В варианте осуществления настоящего изобретения предусмотрен способ управления электроуправляемой системой, генерирующей аэрозоль, причем способ включает этапы: обеспечения электроуправляемой системы, генерирующей аэрозоль, содержащей часть для хранения, выполненную с возможностью хранения субстрата, образующего аэрозоль, электрический нагреватель, содержащий по меньшей мере один нагревательный элемент для нагрева субстрата, образующего аэрозоль, датчик для обнаружения активации системы, генератор частоты и электрическую схему, подключенную к датчику; запуска процедуры контроля с предварительно заданной продолжительностью контроля; измерения параметра использования системы в ходе процедуры контроля с применением датчика; сравнения измеренного параметра использования в конце продолжительности контроля с пороговым значением для данного параметра использования; определения профиля использования системы на основе сравнения измеренного параметра использования с пороговым значением; повтора в разное время суток этапов запуска процедуры контроля, измерения параметра использования, сравнения измеренного параметра использования и определения профиля использования с целью определения профиля использования в разное время суток, и выбора режима работы системы на основе определенного профиля использования, связанного с текущим временем суток.
Во втором аспекте настоящего изобретения предусмотрен способ управления электроуправляемой системой, генерирующей аэрозоль, причем способ включает этапы: обеспечения электроуправляемой системы, генерирующей аэрозоль, содержащей часть для хранения, предусмотренную для хранения субстрата, образующего аэрозоль, электрический нагреватель, содержащий по меньшей мере один нагревательный элемент для нагрева субстрата, образующего аэрозоль, датчик для обнаружения активации системы, генератор частоты и электрическую схему, подключенную к датчику; запуска процедуры контроля; запуска таймера для измерения продолжительности процедуры контроля; измерения параметра использования системы в ходе процедуры контроля с применением датчика; сравнения измеренного параметра использования с пороговым значением; завершения процедуры контроля, если измеренный параметр использования превышает пороговое значение; определения профиля использования системы путем сравнения продолжительности процедуры контроля с пороговым значением продолжительности; повтора в разное время суток этапов запуска процедуры контроля, запуска таймера, измерения параметра использования, сравнения измеренного параметра использования и определения профиля использования с целью определения профиля использования в разное время суток, и выбора режима работы системы на основе определенного профиля использования, связанного с текущим временем суток.
Как и с помощью способа согласно первому аспекту, с помощью данного способа привычки пользователя контролируют и управление системой изменяется в соответствии с данными привычками пользователя. Он позволяет учитывать каким образом была использована система и приспосабливать ее надлежащим образом. Он может быть частично преимущественным, когда разные профили использования приводят в результате к разным скоростям потребления субстрата, образующего аэрозоль. Например, он может обеспечить вычисление системой более точной оценки скорости потребления субстрата, образующего аэрозоль. Он также может быть преимущественным, когда разные профили использования приводят в результате к разным характеристикам, таким как увеличенная температура системы, время запуска, свойства аэрозоля или потребление электроэнергии. Способ во втором аспекте отличается от способа в первом аспекте тем, что определение профиля использования основано на том, как быстро параметр использования превысит пороговое значение для данного параметра использования, а не на значении параметра использования относительно порогового значения. Кроме того, путем определения профиля использования в разное время суток и выбора режима работы, связанного с текущим временем суток, система может учитывать любые зависимые от времени изменения в профиле использования, например, когда пользователь демонстрирует профиль сеансов в течение дня и профиль нерегулярного использования в течение вечера, или наоборот.
В самом простом виде способ во втором аспекте может быть осуществлен путем запуска первой процедуры контроля в первый момент времени суток; запуска таймера для измерения продолжительности первой процедуры контроля; измерения первого параметра использования системы в ходе первой процедуры контроля с применением датчика; сравнения первого измеренного параметра использования с пороговым значением; завершения процедуры контроля, если первый измеренный параметр использования превышает пороговое значение, определения профиля использования системы в первый момент времени суток путем сравнения продолжительности первой процедуры контроля с пороговым значением продолжительности; запуска второй процедуры контроля во второй момент времени суток, отличающийся от первого момента времени суток; измерения второго параметра использования системы в ходе второй процедуры контроля с применением датчика; сравнения второго измеренного параметра использования с пороговым значением; завершения процедуры контроля, если второй измеренный параметр использования превышает пороговое значение, определения профиля использования системы во второй момент времени суток путем сравнения продолжительности второй процедуры контроля с пороговым значением продолжительности, и выбора режима работы системы на основе определенного профиля использования, связанного с текущим временем суток.
Профиль использования системы может быть определен для любого подходящего времени суток. В некоторых вариантах осуществления этапы запуска процедуры контроля, запуска таймера, измерения параметра использования, сравнения измеренного параметра использования и определения профиля использования осуществляют по меньшей мере один раз в течение вечернего времени с целью определения профиля использования системы в течение вечернего времени и по меньшей мере один раз до вечернего времени с целью определения профиля использования системы до вечернего времени. Это позволяет учитывать использование системы как в не вечернее время, так и в течение вечернего времени, когда частота использования системы может значительно отличаться.
Параметр использования может содержать любое подходящее измеряемое условие. Параметр использования может содержать продолжительность активации в ходе процедуры контроля, общую продолжительность активации в ходе процедуры контроля, общее количество активаций в ходе процедуры контроля, продолжительность отключения в ходе процедуры контроля, общую продолжительность отключения в ходе процедуры контроля или любую их комбинацию. В некоторых вариантах осуществления параметр использования представляет собой продолжительность отключения. В таких вариантах осуществления интервал между последовательными активациями измеряется и процедура контроля завершается, если интервал превышает предварительно заданное пороговое значение продолжительности отключения. Пороговое значение продолжительности отключения может составлять любой подходящий отрезок времени. Например, пороговое значение продолжительности отключения может составлять от приблизительно 1 минуты до приблизительно 10 минут, от приблизительно 1 минуты до приблизительно 5 минут или от приблизительно 10 минут до приблизительно 3 минут. В некоторых примерах пороговое значение продолжительности отключения составляет приблизительно 2 минуты.
Необязательно этап определения профиля использования осуществляют путем выбора первого профиля использования, если продолжительность процедуры контроля превышает пороговое значение продолжительности, и выбора второго профиля использования, если продолжительность процедуры контроля не превышает пороговое значение продолжительности. Таким образом, управление системой может быть приспособлено согласно профилю использования простым образом. Этап определения профиля использования может быть осуществлен путем сравнения продолжительности процедуры контроля с несколькими пороговыми значениями продолжительности. Он может предоставить выбор одного из нескольких режимов работы, обеспечивая увеличенную применимость. Например, этап определения профиля использования может быть осуществлен путем выбора первого профиля использования, если продолжительность процедуры контроля не превышает первое пороговое значение продолжительности, выбора второго профиля использования, если продолжительность процедуры контроля превышает первое пороговое значение продолжительности, но не превышает второе более длинное пороговое значение продолжительности, и выбора третьего профиля использования, если продолжительность процедуры контроля превышает первое и второе пороговые значения продолжительности. Следует понимать, что этот способ может быть использован с любым количеством режимов работы, например, путем увеличения количества пороговых значений продолжительности, с которыми сравнивают продолжительность процедуры контроля.
В любом из вышеупомянутых вариантов осуществления этап запуска процедуры контроля может быть осуществлен автоматически, когда первая активация обнаружена датчиком. Это позволяет настраивать систему согласно частоте ее использования без какой-либо чрезмерной нагрузки для пользователя. Это также обеспечивает то, что процедура контроля будет осуществлена только при обнаружении активации, а не во время каких-либо периодов, в течение которых не происходит никаких активаций. Это может снизить потребление электроэнергии. Как используется в данном документе, термин «первая активация» относится к первому использованию системы после периода неиспользования. Это может быть самое первое использование системы или первое использование системы после окончания предыдущей процедуры контроля.
Способ может включать этап измерения продолжительности отключения между последовательными активациями и завершения процедуры контроля, если продолжительность отключения превышает пороговое значение продолжительности отключения. Например, пороговое значение продолжительности отключения может составлять от приблизительно 1 минуты до приблизительно 10 минут, от приблизительно 1 минуты до приблизительно 5 минут или от приблизительно 10 минут до приблизительно 3 минут. В некоторых примерах пороговое значение продолжительности отключения составляет приблизительно 2 минуты. В таких примерах «первая активация» может быть первой активацией, обнаруженной после завершения процедуры контроля.
В любом из вышеупомянутых вариантов осуществления этап измерения параметра использования может дополнительно включать измерение продолжительности активации для любых активаций, обнаруженных в ходе процедуры контроля, и исключение из измеренного параметра использования любых активаций, для которых продолжительность активации меньше минимального порогового значения продолжительности активации. Предпочтительно это значит, что система может не считать в качестве действующих событий любые активации, которые не соответствуют нормальному вдоху пользователя. Например, когда пользователь активирует устройство без вдыхания какого-либо аэрозоля, например, чтобы зарядить устройство. Это может улучшить точность, с которой определяют профиль использования. Минимальное пороговое значение продолжительности активации может составлять любой подходящий период времени. Например, от приблизительно 0,5 секунд до 2 секунд. В одном конкретном примере минимальное пороговое значение продолжительности активации составляет приблизительно 1 секунду.
В любом из вышеупомянутых вариантов осуществления способ может дополнительно включать этап вычисления оцененного остаточного количества субстрата, образующего аэрозоль, в части для хранения. Этого можно достигнуть любым известным способом. Например, остаточное количество субстрата, образующего аэрозоль, может быть оценено путем измерения веса остаточной жидкости, образующей аэрозоль, или путем контроля общего времени активации и обращения к таблице поиска или использования формулы для оценки количества субстрата, образующего аэрозоль, который уже был употреблен. Другие факторы могут быть использованы в качестве вводных данных в оценке остаточного субстрата, образующего аэрозоль, такие как электроэнергия, доставляемая нагревательному элементу, температура нагревательного элемента, сопротивление нагревательного элемента и поток воздуха через систему.
Этап вычисления оцененного остаточного количества может включать применение поправочного коэффициента согласно выбранному режиму работы. Это позволяет системе корректировать разницу в скоростях потребления, которая возникает из-за разных профилей использования. В результате это может привести к более точной оценке остаточного количества субстрата, образующего аэрозоль, чем путем вычисления без поправочного коэффициента. Поправочный коэффициент может быть определен экспериментальным путем или с использованием типичных значений, хранящихся в устройстве.
Система может дополнительно содержать пользовательский дисплей. В таких примерах способ может дополнительно включать этап отображения данных на пользовательском дисплее согласно выбранному режиму работы. Это позволяет настраивать устройство согласно профилю использования. Это может обеспечивать отображение более подходящих или пригодных данных, чем с помощью систем, в которых одинаковые данные отображаются независимо от профиля использования.
Данные могут быть основаны на оцененном остаточном количестве субстрата, образующего аэрозоль, в части для хранения. В таких примерах данные могут включать остаточное количество активаций, остаточную продолжительность активации, остаточное количество сеансов или любую их комбинацию.
В некоторых примерах, если выбран первый режим работы, система может отображать данные на пользовательском дисплее, показывающие остаточное оцененное количество вдохов или остаточное время использования. Они могут быть вычислены на основе оценки остаточного количества субстрата, образующего аэрозоль, и на основе среднего количества субстрата, образующего аэрозоль, потребляемого во время каждой активации. Остаточное количество субстрата, образующего аэрозоль, может быть оценено путем измерения веса остаточной жидкости, образующей аэрозоль, или путем контроля общего времени активации и обращения к таблице поиска или использования формулы для оценки количества субстрата, образующего аэрозоль, который уже был употреблен. Другие факторы могут быть использованы в качестве вводных данных в оценке остаточного субстрата, образующего аэрозоль, такие как электроэнергия, доставляемая нагревательному элементу, температура нагревательного элемента, сопротивление нагревательного элемента и поток воздуха через систему. Среднее количество субстрата, образующего аэрозоль, потребляемое во время каждой активации, может быть определено путем контроля использования системы или с использованием типичных значений, хранящихся в устройстве.
В других примерах, если выбран второй режим работы, система может отображать данные на пользовательском дисплее, показывающие остаточное оцененное количество сеансов.
Согласно третьему аспекту настоящего изобретения предусмотрена электроуправляемая система, генерирующая аэрозоль, содержащая: часть для хранения, предусмотренную для хранения субстрата, образующего аэрозоль; электрический нагреватель, содержащий по меньшей мере один нагревательный элемент для нагрева субстрата, образующего аэрозоль; датчик для обнаружения активации системы; генератор частоты и электрическую схему, подключенную к датчику и выполненную с возможностью сравнения параметра использования, измеренного датчиком, с пороговым значением, определения профиля использования системы в разное время суток на основе сравнения измеренного параметра использования в разное время суток с пороговым значением, и выбора режима работы системы на основе определенного профиля использования, связанного с текущим временем суток.
Согласно четвертому аспекту настоящего изобретения предусмотрена электроуправляемая система, генерирующая аэрозоль, содержащая: часть для хранения, выполненную с возможностью хранения субстрата, образующего аэрозоль; электрический нагреватель, содержащий по меньшей мере один нагревательный элемент для нагрева субстрата, образующего аэрозоль; датчик для обнаружения активации системы; генератор частоты и электрическую схему, подключенную к датчику и выполненную с возможностью измерения продолжительности процедуры контроля, сравнения параметра использования, измеренного датчиком, с пороговым значением, определения профиля использования системы в разное время суток на основе сравнения продолжительности процедуры контроля с пороговым значением, и выбора режима работы системы на основе определенного профиля использования, связанного с текущим временем суток.
Согласно дополнительному аспекту настоящего изобретения предусмотрена электроуправляемая система, генерирующая аэрозоль, содержащая: часть для хранения, предусмотренную для хранения субстрата, образующего аэрозоль; электрический нагреватель, содержащий по меньшей мере один нагревательный элемент для нагрева субстрата, образующего аэрозоль; датчик для обнаружения активации системы; генератор частоты и электрическую схему, подключенную к датчику и выполненную с возможностью осуществления способа любого из вариантов осуществления, описанных выше.
Система, генерирующая аэрозоль, может быть портативной. Система может представлять собой удерживаемую рукой систему, генерирующую аэрозоль. Система, генерирующая аэрозоль, может иметь размер, сопоставимый с размером традиционной сигары или сигареты. Система, генерирующая аэрозоль, может представлять собой электроуправляемую курительную систему. Система, генерирующая аэрозоль, может иметь общую длину от приблизительно 30 мм до приблизительно 150 мм. Система, генерирующая аэрозоль, может иметь внешний диаметр от приблизительно 5 мм до приблизительно 30 мм.
Система, генерирующая аэрозоль, может содержать корпус. Корпус может быть удлиненным. Корпус может содержать любой подходящий материал или комбинацию материалов. Примеры подходящих материалов включают в себя металлы, сплавы, пластмассы или композитные материалы, содержащие один или более таких материалов, или термопласты, подходящие для применения в пищевой или фармацевтической промышленности, например полипропилен, полиэфирэфиркетон (PEEK) и полиэтилен. Материал может быть легким и нехрупким.
Корпус может содержать полость для размещения источника питания. Корпус может образовывать полость для по меньшей мере частичного вмещения съемного изделия, генерирующего аэрозоль. Корпус может содержать мундштук. Мундштук может содержать по меньшей мере одно впускное отверстие для воздуха и по меньшей мере одно выпускное отверстие для воздуха. Мундштук может содержать более чем одно впускное отверстие для воздуха. Одно или несколько впускных отверстий для воздуха могут уменьшить температуру аэрозоля перед его доставкой пользователю и могут уменьшить концентрацию аэрозоля перед его доставкой пользователю. В контексте данного документа термин «мундштук» относится к той части системы, генерирующей аэрозоль, которая размещается во рту пользователя с целью непосредственного вдыхания аэрозоля, генерируемого системой, генерирующей аэрозоль.
Система может содержать более чем один нагревательный элемент, например два, или три, или четыре, или пять, или шесть, или большее количество нагревательных элементов. Нагревательный элемент или нагревательные элементы могут быть расположены надлежащим образом для наиболее эффективного нагрева субстрата, образующего аэрозоль.
По меньшей мере один электрический нагревательный элемент предпочтительно содержит электрически резистивный материал. Подходящие электрически резистивные материалы включают, но без ограничения: полупроводники, такие как легированная керамика, электрически «проводящую» керамику (такую как, например, дисилицид молибдена), углерод, графит, металлы, сплавы металлов и композиционные материалы, изготовленные из керамического материала и металлического материала. Такие композиционные материалы могут содержать легированную или нелегированную керамику. Примеры подходящей легированной керамики включают легированные карбиды кремния. Примеры подходящих металлов включают титан, цирконий, тантал и металлы платиновой группы. Примеры подходящих сплавов металлов включают нержавеющую сталь, константан, 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, сплавы на основе железа и алюминия и сплавы на основе железа, марганца и алюминия. Timetal является зарегистрированным товарным знаком компании Titanium Metals Corporation, 1999 Broadway Suite 4300, Денвер, Колорадо. В композиционных материалах электрически резистивный материал может быть факультативно встроен в изолирующий материал, инкапсулирован в него или покрыт им, или наоборот, в зависимости от кинетики переноса энергии и требуемых внешних физико-химических свойств. Нагревательный элемент может содержать металлическую травленую фольгу, изолированную между двумя слоями инертного материала. В этом случае инертный материал может содержать Kapton, фольгу, полностью состоящую из полиимида или слюды. Kapton является зарегистрированным товарным знаком компании E.I. du Pont de Nemours и Company, 1007 Market Street, Уилмингтон, Делавэр 19898, Соединенные Штаты Америки.
По меньшей мере один электрический нагревательный элемент может представлять собой инфракрасный нагревательный элемент, фотонный источник или индукционный нагревательный элемент.
По меньшей мере один электрический нагревательный элемент может иметь любую подходящую форму. Например, по меньшей мере один электрический нагревательный элемент может иметь форму нагревательной пластины. По меньшей мере один электрический нагревательный элемент может иметь форму оболочки или субстрата, имеющих различные электропроводящие части, или форму электрически резистивной металлической трубки. Если субстрат, образующий аэрозоль, представляет собой жидкость, предусмотренную внутри емкости, то емкость может содержать нагревательный элемент одноразового использования. Могут использоваться одна или несколько нагревательных игл или стержней, которые проходят через центр субстрата, образующего аэрозоль. По меньшей мере один электрический нагревательный элемент может представлять собой дисковый (концевой) нагревательный элемент или комбинацию дискового нагревательного элемента с нагревательными иглами или стержнями. По меньшей мере один электрический нагревательный элемент может содержать гибкий лист материала, выполненный с возможностью окружения или частичного окружения субстрата, образующего аэрозоль. Другие возможные варианты включают нагревательную проволоку или нить, например Ni-Cr, платиновую, вольфрамовую проволоку или проволоку из сплавов или нагревательную пластину. Необязательно нагревательный элемент может быть нанесен внутри или снаружи на жесткий несущий материал.
По меньшей мере один электрический нагревательный элемент может содержать радиатор или тепловой резервуар, содержащий материал, способный поглощать и сохранять тепло, и затем с течением времени высвобождать тепло в субстрат, образующий аэрозоль. Радиатор может быть выполнен из любого подходящего материала, такого как подходящий металлический или керамический материал. Предпочтительно материал имеет высокую теплоемкость (чувствительный теплоаккумулирующий материал) или представляет собой материал, способный поглощать и затем выделять тепло в результате обратимого процесса, такого как высокотемпературный фазовый переход. Подходящие теплоаккумулирующие материалы включают силикагель, оксид алюминия, углерод, стекломат, стекловолокно, минеральные вещества, металл или сплав металлов, таких как алюминий, серебро или свинец, и целлюлозный материал, такой как бумага. Другие материалы, которые высвобождают тепло в результате обратимого фазового перехода, включают парафин, ацетат натрия, нафталин, воск, оксид полиэтилена, металл, соль металла, эвтектическую смесь солей или сплав.
Радиатор или тепловой резервуар может быть расположен таким образом, что он непосредственно контактирует с субстратом, образующим аэрозоль, и может передавать сохраненное тепло непосредственно на субстрат. Тепло, сохраненное в радиаторе или тепловом резервуаре, может быть передано на субстрат, образующий аэрозоль, посредством проводника тепла, такого как металлическая трубка.
По меньшей мере один нагревательный элемент может нагревать субстрат, образующий аэрозоль, посредством проводимости. Нагревательный элемент может по меньшей мере частично контактировать с субстратом или носителем, на который нанесен субстрат. Тепло от нагревательного элемента может передаваться на субстрат с помощью теплопроводного элемента.
По меньшей мере один нагревательный элемент может передавать тепло во входящий окружающий воздух, втягиваемый во время использования через электрически нагреваемую систему, генерирующую аэрозоль, который, в свою очередь, нагревает субстрат, образующий аэрозоль, за счет конвекции. Окружающий воздух может нагреваться до его прохождения через субстрат, образующий аэрозоль. Если субстрат, образующий аэрозоль, представляет собой жидкий субстрат, то окружающий воздух может быть сначала втянут через субстрат, а затем нагрет.
По меньшей мере один нагревательный элемент может содержать индукционный нагревательный элемент, так что, если система состоит из устройства, генерирующего аэрозоль, и съемного изделия, генерирующего аэрозоль, между изделием и устройством нет ни одного электрического контакта. Устройство может содержать индукционную катушку и источник питания, выполненный с возможностью подачи высокочастотного колебательного тока в индукционную катушку. Изделие может содержать токоприемный элемент, расположенный с возможностью нагревания субстрата, образующего аэрозоль. В контексте настоящего документа термин «высокочастотный колебательный ток» обозначает колебательный ток с частотой от 500 кГц до 10 МГц.
Субстрат, образующий аэрозоль, может представлять собой жидкость, образующую аэрозоль. В таких вариантах осуществления предпочтительно часть для хранения представляет собой часть для хранения жидкости, предназначенную для хранения жидкости, образующей аэрозоль. Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, представляет собой субстрат, способный высвобождать летучие соединения, которые могут образовывать аэрозоль. Летучие соединения могут выделяться в результате нагрева жидкого субстрата, образующего аэрозоль.
Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может содержать никотин. Никотиносодержащий жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может представлять собой матрицу из никотиновой соли. Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может содержать материал растительного происхождения. Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может содержать табак. Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может содержать табакосодержащий материал, содержащий летучие табачные ароматические соединения, которые высвобождаются из субстрата, образующего аэрозоль, при нагревании. Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может содержать гомогенизированный табачный материал. Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может содержать материал, не содержащий табака. Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может содержать гомогенизированный материал растительного происхождения.
Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может содержать по меньшей мере одно вещество для образования аэрозоля. Вещество для образования аэрозоля представляет собой любое подходящее известное соединение или смесь соединений, которые в ходе использования способствуют образованию плотного и устойчивого аэрозоля и при рабочей температуре системы по существу устойчивы к термической деградации. Подходящие вещества для образования аэрозоля хорошо известны из уровня техники и включают в себя, но без ограничения: многоатомные спирты, такие как триэтиленгликоль, 1,3-бутандиол и глицерин, сложные эфиры многоатомных спиртов, такие как глицерол моно-, ди- или триацетат, и алифатические сложные эфиры моно-, ди- или поликарбоновых кислот, такие как диметилдодекандиоат и диметилтетрадекандиоат. Вещества для образования аэрозоля представляют собой многоатомные спирты или их смеси, такие как триэтиленгликоль, 1,3-бутандиол и глицерин. Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может содержать другие добавки и ингредиенты, такие как ароматизаторы.
Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать никотин и по меньшей мере одно вещество для образования аэрозоля. Вещество для образования аэрозоля может представлять собой глицерин. Вещество для образования аэрозоля может представлять собой пропиленгликоль. Вещество для образования аэрозоля может содержать как глицерин, так и пропиленгликоль. Концентрация никотина в субстрате, образующем аэрозоль, может составлять от приблизительно 2% до приблизительно 10%.
Несмотря на то, что выше упоминаются жидкие субстраты, образующие аэрозоль, специалистам с обычной квалификацией в данной области техники будет понятно, что с другими вариантами осуществления могут быть использованы другие формы субстрата, образующего аэрозоль. Например, субстрат, образующий аэрозоль, может представлять собой твердый субстрат, образующий аэрозоль. Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать как твердые, так и жидкие компоненты. Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать табакосодержащий материал, содержащий летучие табачные ароматические соединения, которые выделяются из субстрата при нагревании. Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать нетабачный материал. Субстрат, образующий аэрозоль, может дополнительно содержать вещество для образования аэрозоля. Примерами подходящих веществ для образования аэрозоля являются глицерин и пропиленгликоль.
Если субстрат, образующий аэрозоль, представляет собой твердый субстрат, образующий аэрозоль, то этот твердый субстрат, образующий аэрозоль, может содержать, например, одно или более из следующего: порошок, гранулы, шарики, крупицы, тонкие трубки, полоски или листы, содержащие одно или более из следующего: травяные листья, табачные листья, фрагменты табачных жилок, восстановленный табак, гомогенизированный табак, экструдированный табак, литой листовой табак и расширенный табак. Твердый субстрат, образующий аэрозоль, может иметь рассыпную форму или может быть предусмотрен в подходящих таре или картридже. При необходимости, твердый субстрат, образующий аэрозоль, может содержать дополнительные табачные или нетабачные летучие ароматические соединения, высвобождаемые при нагреве субстрата. Твердый субстрат, образующий аэрозоль, может также содержать капсулы, которые содержат, например, дополнительные табачные или нетабачные летучие ароматические соединения, и такие капсулы могут плавиться во время нагревания твердого субстрата, образующего аэрозоль.
В контексте данного документа термин «гомогенизированный табак» относится к материалу, образованному в результате агломерирования табака в виде частиц. Гомогенизированный табак может иметь форму листа. Содержание образователя аэрозоля в гомогенизированном табачном материале может составлять более 5% в пересчете на сухой вес. В других примерах содержание образователя аэрозоля в гомогенизированном табачном материале может составлять от 5% до 30% в пересчете на сухой вес. Листы гомогенизированного табачного материала могут быть образованы путем агломерирования табака в виде частиц, полученного путем помола или иного измельчения слоев табачного листа и/или жилок табачного листа. В других примерах или дополнительно листы гомогенизированного табачного материала могут содержать одно или более из следующего: табачная пыль, табачная мелочь и другие табачные отходы в виде частиц, образующиеся, например, при обработке, перемещении и отгрузке табака. Листы гомогенизированного табачного материала могут содержать одно или более внутренних связующих, т.е. табачных эндогенных связующих, одно или более внешних связующих, т.е. табачных экзогенных связующих, или их сочетание, что способствует агломерированию табака в виде частиц; в других примерах или дополнительно листы гомогенизированного табачного материала могут содержать другие добавки, включая, но без ограничения, табачные и нетабачные волокна, образователи аэрозоля, увлажнители, пластификаторы, ароматизаторы, наполнители, водные и неводные растворители и их сочетания.
Необязательно твердый субстрат, образующий аэрозоль, может быть предусмотрен на термостабильном носителе или встроен в него. Носитель может иметь форму порошка, гранул, шариков, крупиц, тонких трубочек, полосок или листов. В других примерах носитель может представлять собой трубчатый носитель, имеющий тонкий слой твердого субстрата, нанесенный на его внутреннюю поверхность и/или на его внешнюю поверхность. Такой трубчатый носитель может быть образован, например, из бумаги или бумагообразного материала, нетканого мата из углеродных волокон, легкой металлической сетки с открытыми ячейками, или перфорированной металлической фольги, или любой другой термостабильной полимерной матрицы.
Твердый субстрат, образующий аэрозоль, может быть нанесен на поверхность носителя в виде, например, листа, пены, геля или суспензии. Твердый субстрат, образующий аэрозоль, может быть нанесен на всю поверхность носителя или альтернативно может быть нанесен в виде узора с целью обеспечения неоднородной доставки аромата во время использования.
Часть для хранения в системе, генерирующей аэрозоль, может содержать корпус, который является по существу цилиндрическим, причем на одном конце цилиндра расположено отверстие. Корпус части для хранения может иметь по существу круглое поперечное сечение. Корпус может представлять собой жесткий корпус. В контексте настоящего документа термин «жесткий корпус» используется для обозначения корпуса, который является самонесущим. Жесткий корпус части для хранения может обеспечивать возможность механической поддержки электрического нагревателя. Часть для хранения может представлять собой часть для хранения жидкости. Часть для хранения может представлять собой часть для хранения жидкости, содержащую жидкость, образующую аэрозоль.
Если субстрат, образующий аэрозоль, является жидким, часть для хранения может дополнительно содержать несущий материал внутри корпуса для удержания субстрата, образующего аэрозоль.
Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может быть адсорбирован или иным образом загружен на носитель или опору. Несущий материал может быть изготовлен из любой подходящей поглощающей заглушки или корпуса, например, из вспененного металлического или пластмассового материала, полипропилена, терилена, нейлоновых волокон или керамики. Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может удерживаться в несущем материале перед использованием системы, генерирующей аэрозоль. Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может высвобождаться в несущий материал во время использования. Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может высвобождаться в несущий материал непосредственно перед использованием. Например, жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может быть предусмотрен в капсуле. Оболочка капсулы может плавиться при нагревании посредством нагревательных средств и высвобождает жидкий субстрат, образующий аэрозоль, в несущий материал. Капсула может при необходимости содержать твердое вещество в сочетании с жидкостью.
В одном примере жидкий субстрат, образующий аэрозоль, удерживается в капиллярном материале. Капиллярный материал представляет собой материал, который активно транспортирует жидкость от одного конца материала к другому. Капиллярный материал может быть предпочтительно ориентирован в части для хранения таким образом, чтобы транспортировать жидкий субстрат, образующий аэрозоль, к электрическому нагревателю. Капиллярный материал может иметь волокнистую структуру. Капиллярный материал может иметь губчатую структуру. Капиллярный материал может содержать пучок капилляров. Капиллярный материал может содержать множество волокон. Капиллярный материал может содержать множество прядей. Капиллярный материал может содержать трубки с узким каналом. Капиллярный материал может содержать комбинацию волокон, прядей и трубок с узким каналом. Волокна, пряди и трубки с узким каналом могут быть в целом выровнены для транспортировки жидкости к электрическому нагревателю. Капиллярный материал может содержать губкообразный материал. Капиллярный материал может содержать пенообразный материал. Структура капиллярного материала может образовывать множество небольших каналов или трубок, через которые жидкость может быть перемещена за счет капиллярного действия.
Капиллярный материал может содержать любой подходящий материал или комбинацию материалов. Примеры подходящих материалов включают в себя губчатый или вспененный материал, материалы на основе керамики или графита в виде волокон или спеченных порошков, вспененные металлические или пластмассовые материалы, волоконный материал, например, изготовленный из крученых или экструдированных волокон, таких как ацетилцеллюлозные, полиэфирные или связанные полиолефиновые, полиэтиленовые, териленовые или полипропиленовые волокна, нейлоновые волокна или керамика. Капиллярный материал может иметь любые подходящие капиллярность и пористость для его использования с жидкостями, имеющими разные физические свойства. Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, имеет физические свойства, включая, без ограничения, вязкость, поверхностное натяжение, плотность, теплопроводность, температуру кипения и давление пара, которые позволяют перемещать жидкость по капиллярному материалу за счет капиллярного действия. Капиллярный материал может быть выполнен с возможностью транспортировки субстрата, образующего аэрозоль, к распылителю.
Система, генерирующая аэрозоль, может содержать источник питания. Источник питания может представлять собой батарею. Батарея может представлять собой батарею на основе лития, например, литий-кобальтовую, литий-железо-фосфатную, литий-титанатную или литий-полимерную батарею. Батарея может представлять собой никель-металлогидридную батарею или никель-кадмиевую батарею. Источник питания может представлять собой другой вид устройства накопления заряда, такой как конденсатор. Источник питания может нуждаться в перезарядке и быть выполнен с возможностью осуществления множества циклов зарядки и разрядки. Источник питания может иметь емкость, которая обеспечивает возможность накопления энергии, достаточной для одного или более сеансов курения; например, источник питания может иметь емкость, достаточную для обеспечения возможности непрерывного генерирования аэрозоля в течение приблизительно шести минут, что соответствует обычному времени, затрачиваемому на выкуривание обычной сигареты, или в течение периода, кратного шести минутам. В другом примере источник питания может иметь емкость, достаточную для обеспечения возможности осуществления предварительно заданного количества затяжек или отдельных активаций нагревательных средств и исполнительного элемента.
Система содержит электрическую схему, подключенную к датчику. Электрическая схема может быть частью системы управления, подключенной к нагревательному средству и к электрическому источнику питания. Электрическая схема с возможностью контроля электрического сопротивления электрического нагревателя и контроля подачи питания электрическому нагревателю в зависимости от электрического сопротивления электрического нагревателя.
Электрическая схема может содержать микропроцессор, который может представлять собой программируемый микропроцессор, микроконтроллер или специализированную интегральную микросхему (ASIC) или другую электронную схему, способную осуществлять управление. Электрическая схема может содержать дополнительные электронные компоненты. Электрическая схема может быть выполнена с возможностью регулирования подачи питания на электрический нагреватель. Питание может подаваться на электрический нагреватель непрерывно после активации системы или может подаваться с перерывами, например, на основании затяжек. Питание может подаваться на электрический нагреватель в виде импульсов электрического тока.
Система управления может содержать датчик окружающей температуры для определения окружающей температуры. Система управления может содержать датчик температуры внутри части для хранения, предназначенный для определения температуры субстрата, образующего аэрозоль, удерживаемого в части для хранения. Один или несколько датчиков температуры могут быть соединены с системой управления, чтобы обеспечивать возможность поддержания температуры субстрата, образующего аэрозоль, на заданном уровне с помощью системы управления. Один или несколько датчиков температуры могут представлять собой термопары. Электрический нагреватель может использоваться для получения информации, относящейся к температуре. Могут быть известны температурозависимые резистивные свойства электрического нагревателя, и они используются для определения температуры по меньшей мере одного нагревательного элемента способом, известным специалисту в данной области техники.
Система, генерирующая аэрозоль, содержит датчик для обнаружения активации системы. Датчик может содержать детектор затяжки, соединенный с электрической схемой. Детектор затяжки может быть выполнен с возможностью определения осуществления пользователем затяжки посредством системы. Электрическая схема может быть выполнена с возможностью управления мощностью на по меньшей мере один нагревательный элемент в зависимости от ввода с детектора затяжки.
Система, генерирующая аэрозоль, может содержать устройство пользовательского ввода, такое как переключатель или кнопка. Таким образом, обеспечивается возможность включения системы пользователем. Переключатель или кнопка могут активировать электрический нагреватель. Указанные переключатель или кнопка обеспечивают возможность инициирования генерирования аэрозоля. Переключатель или кнопка могут подготовить электрическую схему к ожиданию ввода с датчика.
Система, генерирующая аэрозоль, может содержать датчик температуры. Датчик температуры может быть расположен смежно с частью для хранения. Датчик температуры может быть соединен с электрической схемой для обеспечения возможности поддержания электрической схемой температуры электрического нагревателя в диапазоне предварительно заданной рабочей температуры. Датчик температуры может быть термопарой, или альтернативно по меньшей мере один нагревательный элемент может быть использован для предоставления информации, относящейся к температуре. Могут быть известны температурозависимые резистивные свойства по меньшей мере одного нагревательного элемента, и они используются для определения температуры по меньшей мере одного нагревательного элемента способом, известным специалисту в данной области техники.
Система, генерирующая аэрозоль, может состоять из устройства, генерирующего аэрозоль, и съемного изделия, генерирующего аэрозоль, для использования вместе с устройством. Например, изделие, генерирующее аэрозоль, может содержать картридж или курительное изделие. Изделие, генерирующее аэрозоль, содержит часть для хранения. Устройство может содержать источник питания и электрическую схему. Электрический нагреватель может образовывать часть устройства или изделия, или как устройства, так и изделия.
Система может содержать картридж, присоединенный к устройству, генерирующему аэрозоль, с возможностью съема. Картридж может быть снят с устройства, генерирующего аэрозоль, при израсходовании субстрата, образующего аэрозоль. Картридж может быть одноразовым. Картридж может быть многоразовым. Картридж может повторно заполняться жидким субстратом, образующим аэрозоль. Картридж может быть заменен в устройстве, генерирующем аэрозоль. Устройство, генерирующее аэрозоль, может быть многоразовым. Производство картриджа может являться низкозатратным, надежным и массовым. Как используется в данном документе, термин «соединен с возможностью съема» означает, что обеспечивается возможность взаимного соединения и разъединения картриджа и устройства без существенного повреждения либо устройства, либо картриджа. Картридж может иметь корпус, внутри которого удерживается субстрат, образующий аэрозоль. Картридж может содержать крышку. Крышка может быть оторвана перед присоединением картриджа к устройству, генерирующему аэрозоль. Крышка может быть прокалываемой.
Система, генерирующая аэрозоль, может содержать камеру для образования аэрозоля, в которой из перенасыщенного пара образуется аэрозоль, перемещаемый далее в рот пользователя. Впускное отверстие для воздуха, выпускное отверстие для воздуха и камера предпочтительно расположены таким образом, чтобы образовать путь прохождения потока воздуха от впускного отверстия для воздуха к выпускному отверстию для воздуха через камеру для образования аэрозоля с целью транспортировки аэрозоля к выпускному отверстию для воздуха и в рот пользователя.
Признаки, описанные в отношении одного или нескольких аспектов, могут быть в равной степени применены и к другим аспектам изобретения. В частности, признаки, описанные в отношении способа в первом аспекте, могут быть в равной степени применимы к способу во втором аспекте, к системе в третьем аспекте и к системе в четвертом аспекте, и наоборот.
Варианты осуществления настоящего изобретения будут далее описаны исключительно на примерах, со ссылками на сопроводительные графические материалы, на которых:
на фиг. 1 представлен один пример электрически нагреваемой системы, генерирующей аэрозоль, согласно варианту осуществления изобретения;
на фиг. 2 проиллюстрировано графическое изображение активации нагревательного элемента с течением времени согласно первому примеру профиля использования системы, генерирующей аэрозоль, по фиг. 1;
на фиг. 3 проиллюстрировано графическое изображение активации нагревательного элемента с течением времени согласно второму примеру профиля использования системы, генерирующей аэрозоль, по фиг. 1;
на фиг. 4 представлена блок-схема способа определения профиля использования согласно первому варианту осуществления изобретения;
на фиг. 5 представлена блок-схема способа определения профиля использования согласно второму варианту осуществления изобретения; и
на фиг. 6 представлена блок-схема способа определения профиля использования согласно второму варианту осуществления изобретения.
На фиг. 1 показан один пример электрически нагреваемой системы, генерирующей аэрозоль. На фиг. 1 система представляет собой курительную систему, содержащую часть для хранения жидкости. Курительная система 100 на фиг. 1 содержит корпус 101, имеющий конец 103 мундштука и конец 105 основной части. На конце основной части предусмотрен электрический источник питания в виде батареи 107, электрическая схема в виде аппаратного обеспечения 109 и датчик 111 затяжки. На конце мундштука предоставлена часть для хранения жидкости в виде картриджа 113, содержащего жидкость 115, образующую аэрозоль, капиллярный фитиль 117 и нагреватель 119, содержащий по меньшей мере один нагревательный элемент. Следует заметить, что электрически нагреваемая система, генерирующая аэрозоль, показана только схематически на фиг. 1. Один конец капиллярного фитиля 117 проходит в картридж 113, а другой конец капиллярного фитиля 117 окружен нагревательным элементом 119. Нагревательный элемент подключен к электрической схеме 109 посредством соединений 121. Корпус 101 также содержит впускное отверстие 123 для воздуха, выпускное отверстие 125 для воздуха на конце мундштука и камеру 127 для образования аэрозоля.
При использовании работа происходит следующим образом. Жидкость 115 перемещается или передается за счет капиллярного действия из картриджа 113 с конца фитиля 117, который проходит в картридж, на другой конец фитиля 117, который окружен нагревательным элементом 119. Когда пользователь осуществляет затяжку через устройство на выпускном отверстии 125 для воздуха, окружающий воздух втягивается через впускное отверстие 123 для воздуха. При компоновке, показанной на фиг. 1, датчик 111 затяжки обнаруживает затяжку и активирует нагревательный элемент 119. От батареи 107 к нагревательному элементу 119 подается энергия, что вызывает нагревание конца фитиля 117, окруженного нагревательным элементом. Жидкость на этом конце фитиля 117 испаряется нагревательным элементом 119 для создания перенасыщенного пара. В то же время испаряемая жидкость заменяется другой жидкостью, движущейся по фитилю 117 за счет капиллярного действия. (Иногда это именуется «насосным действием».) Образовавшийся перенасыщенный пар смешивается с потоком воздуха из впускного отверстия 123 для воздуха и переносится этим потоком. В камере 127 для образования аэрозоля пар конденсируется с образованием вдыхаемого аэрозоля, который переносится к выпускному отверстию 125 и в рот пользователя.
Капиллярный фитиль может быть выполнен из разных пористых или капиллярных материалов и предпочтительно имеет известную предварительно заданную капиллярность. Примеры включают материалы на основе керамики или графита в виде волокон или спекшихся порошков. Для соответствия разным физическим свойствам жидкости, таким как плотность, вязкость, поверхностное натяжение и давление пара, могут использоваться фитили разной пористости. Фитиль должен быть пригоден для того, чтобы обеспечивать возможность доставки требуемого количества жидкости к нагревательному элементу. Фитиль и нагревательный элемент должны быть пригодны для того, чтобы обеспечивать возможность переноса необходимого количества аэрозоля пользователю.
На фиг. 1 показан один пример электрически нагреваемой системы, генерирующей аэрозоль, которая может использоваться с настоящим изобретением. Тем не менее, возможно использование множества других примеров с настоящим изобретением. Электрически нагреваемая система, генерирующая аэрозоль, просто должна содержать или вмещать субстрат, образующий аэрозоль, который может быть нагрет посредством по меньшей мере одного электрического нагревательного элемента, питаемого от источника питания под управлением электрической схемы. Например, система не обязательно представляет собой курительную систему. Например, субстрат, образующий аэрозоль, может представлять собой твердый субстрат, а не жидкий субстрат. Субстрат, образующий аэрозоль, может представлять собой другой вид субстрата, такой как газовый субстрат. Нагревательный элемент может иметь любую подходящую форму. Форма и размер корпуса полностью могут быть изменены, и корпус может содержать отделяемую оболочку и мундштук. Несомненно возможны другие варианты.
В варианте осуществления, показанном на фиг. 1, аппаратное обеспечение 109 и система 111 обнаружения затяжки являются программируемыми и выполнены с возможностью измерения параметра активации устройства и хранения измеренных значений параметра активации в протоколе частоты использования, как описано ниже относительно фиг. 4-6. Иллюстративные параметры активации включают количество активаций или вдохов, обнаруженных датчиком 111 за определенный период, продолжительность каждой активации и интервал, или «продолжительность отключения», между последовательными активациями. Аппаратное обеспечение 109 и система 111 обнаружения затяжки могут также быть использованы для управления работой устройства. Это способствует регулированию размера частиц в аэрозоле.
Как упомянуто выше, нагревательный элемент 119 активируется, если датчик 111 обнаруживает вдох, или «затяжку», осуществляемые пользователем. Пользователь управляет продолжительностью и частотой активаций. Это означает, что профиль использования системы 100 может быть разным для разных пользователей. Термин «профиль использования» относится к соотношению активаций и времени.
На фиг. 2 проиллюстрировано упрощенное графическое изображение активации нагревательного элемента с течением времени согласно первому примеру профиля использования системы, генерирующей аэрозоль, по фиг. 1. На фиг. 2 ось y представляет упрощенное «включенное» или «выключенное» состояние нагревательного элемента. Каждая из активаций 200, в ходе которых нагревательный элемент активируется, характеризуется продолжительностью 210 активации. Каждый интервал между последовательными активациями представляет собой период неиспользования, характеризующийся продолжительностью 220 отключения. Как показано, в первом профиле использования активации 200 сгруппированы в ряд прерывистых сеансов 230, которые разделены продолжительными периодами неактивности. Следовательно, первый профиль использования описан в данном документе как профиль «сеансов». Такой профиль сеансов может быть похож на типичный профиль использования для сжигаемых сигарет, при котором выкуривание одной сигареты представляет прерывистый сеанс.
На фиг. 3 проиллюстрировано упрощенное графическое изображение активации нагревательного элемента с течением времени согласно второму примеру профиля использования системы, генерирующей аэрозоль, по фиг. 1. Как и на фиг. 2 ось y представляет упрощенное «включенное» или «выключенное» состояние нагревательного элемента. Каждая из активаций 300, в ходе которых нагревательный элемент активируется, характеризуется продолжительностью 310 активации. Каждый интервал между последовательными действиями пользователя представляет собой период неиспользования, характеризующийся продолжительностью 320 отключения. Как показано, во втором профиле использования система используется часто без каких-либо продолжительных периодов неактивности. Второй профиль использования описан в данном документе как профиль «нерегулярного использования». Разные характеристики частоты использования профилей сеансов и нерегулярного использования могут привести к тому, что профили сеансов и нерегулярного использования демонстрируют разные скорости потребления жидкости, образующей аэрозоль, для эквивалентной частоты использования. Например, вследствие разных температур нагревательного элемента или вязкости жидкости, образующей аэрозоль, возникших вследствие разных профилей использования.
На фиг. 4 представлена блок-схема способа определения профиля использования согласно первому варианту осуществления изобретения.
На этапе 401 запускают процедуру определения профиля использования. На этапе 402 датчик обнаруживает первый вдох или первую активацию. Процедура определения профиля использования может быть запущена вручную пользователем на этапе 401 или может быть запущена автоматически, если датчик обнаружил первую активацию. В таких ситуациях этапы 401 и 402 происходят одновременно. На этапе 403 запускают таймер внутри устройства, когда датчик обнаружил первую активацию. Таймер измеряет как промежуточное количество затраченного времени, T3, с момента первого вдоха, так и продолжительность неактивности, T2, между последовательными вдохами.
На этапе 404 датчик и электрическая схема определяют, произошла ли какая-либо активация с продолжительностью активации T1, превышающей минимальное пороговое значение продолжительности активации T1min. Если активация с продолжительностью активации T1, превышающей минимальное пороговое значение продолжительности активации T1min, произошла, способ переходит на этап 405. Если не произошла, то способ переходит на этап 411. T1min может составлять любой подходящий период времени. Например, T1min может составлять от приблизительно 0,5 секунд до 2 секунд. В одном примере T1min установлено на приблизительно 1 секунду.
На этапе 405 активацию сохраняют в качестве прерывистого события в протоколе частоты использования с помощью электрической схемы. Это позволяет подсчитывать промежуточное количество событий активаций и сохранять в протоколе частоты использования. Затем таймер сбрасывает продолжительность отключения T2 до нуля так, что можно измерить интервал до следующей активации. Путем сохранения в протоколе частоты использования только активаций, которые превышают минимальное пороговое значение продолжительности активации T1min, система может исключить подсчет в качестве действующих событий любых активаций, которые не соответствуют нормальному вдоху пользователя. Например, когда пользователь активирует устройство без вдыхания какого-либо аэрозоля, например, чтобы зарядить устройство. Затраченное время T3, в течение которого происходит действующая активация, может также храниться с помощью электрической схемы в протоколе частоты использования.
На этапе 406 электрическая схема сравнивает затраченное время T3 с пороговым значением затраченного времени T3min. Пороговое значение затраченного времени T3min представляет собой предварительно заданный минимальный период времени, в течение которого активации контролируют с целью определения профиля использования. Если затраченное время T3 превышает пороговое значение затраченного времени T3min, способ переходит на этап 407. Если затраченное время T3 не превышает пороговое значение затраченного времени T3min, способ возвращается на этап 404. Таким образом действующие активации, обнаруженные во время периода контроля T3, хранятся в протоколе частоты использования для осуществления подсчета событий активации и тем самым построения изображения профиля использования. T3min может составлять любой подходящий период времени, достаточный для определения профиля использования. Например, T3min может составлять от приблизительно 5 минут до приблизительно 30 минут или от приблизительно 10 минут до приблизительно 20 минут. В одном примере T3min установлено на приблизительно 15 минутах.
На этапе 407 после достижения порогового значения времени T3min электрическая схема подсчитывает общее количество, или «число», действующих событий активации C1, хранящихся в протоколе частоты использования, во время периода контроля T3.
На этапе 408 электрическая схема сравнивает общее число событий активации C1 с пороговым значением числа C2 с целью определения какой профиль использования выбрать. Если общее число C1 превышает пороговое значение числа C2, электрическая схема определяет, что профиль использования соответствует профилю «нерегулярного использования», и выбирает «режим нерегулярного использования», показанный на этапе 409. Если общее число C1 не превышает пороговое значение числа C2, электрическая схема определяет, что профиль использования является профилем «сеансов», и выбирает «режим сеансов», показанный на этапе 410. В обоих случаях способ возвращается на этап 404. Как описано выше, на этапе 404 датчик и электрическая схема определяют, произошла ли какая-либо активация с продолжительностью активации T1, превышающей минимальное пороговое значение продолжительности активации T1min. Если превышает, то способ переходит снова на этап 405. Если не произошла, то способ переходит на этап 411.
На этапе 411 электрическая схема сравнивает продолжительность отключения T2 с момента предыдущей действующей активации с пороговым значением продолжительности отключения T2end. Если T2 превышает T2end, процедура определения профиля использования завершается на этапе 412. Если T2 не превышает T2end, способ возвращается снова на этап 404. Способ беспрерывно переходит между этапами 404 и 411, пока не будет обнаружена активация с продолжительностью активации T1, превышающей минимальное пороговое значение продолжительности активации T1min, в случае чего способ переходит на этап 405, или пока продолжительность отключения T2 между последовательными активациями не превысит пороговое значение продолжительности отключения T2end, в случае чего процедура завершается на этапе 412. Пороговое значение продолжительности отключения T2end может составлять любой подходящий отрезок времени. Например, T2end может составлять от приблизительно 5 минут до приблизительно 25 минут, от приблизительно 10 минут до приблизительно 20 минут или от приблизительно 10 минут до приблизительно 15 минут. В некоторых примерах T2end составляет приблизительно 15 минут.
На этапе 412 процедура завершается, и система может оставаться в выбранном режиме использования до следующего использования без необходимости в дальнейшем сборе данных перед выбором режима использования. После завершения процедуры на этапе 412 следующая активация может быть расценена системой как «первый вдох», и способ повторяется с этапа 401. Система может оставаться в наиболее недавно выбранном режиме использования до тех пор, пока последующая процедура определения профиля использования не определит, что демонстрируется разный режим использования. Система также содержит генератор частоты и выполнена с возможностью определения профиля использования в разное время суток. Она позволяет учитывать любые зависимые от времени изменения в профиле использования, например, когда пользователь демонстрирует профиль сеансов в течение дня и профиль нерегулярного использования в течение вечера, или наоборот. В таких примерах система может возвращаться в конкретный режим использования в определенные моменты времени суток.
Определение профиля использования и выбор режима использования могут позволить настраивать систему согласно способу ее использования. Например, если выбран режим нерегулярного использования, система может отображать данные на пользовательском дисплее, показывающие остаточное оцененное количество вдохов или остаточное время использования. Они могут быть вычислены на основе оценки остаточного количества субстрата, образующего аэрозоль, и на основе среднего количества субстрата, образующего аэрозоль, потребляемого во время каждой активации. Остаточное количество субстрата, образующего аэрозоль, может быть оценено, например, путем контроля одного или нескольких параметров использования системы, обращения к таблице поиска или использования формулы для оценки количества субстрата, образующего аэрозоль, который уже был потреблен, на основе проконтролированных параметров использования, и вычитания этого оцененного значения из начального количества. Иллюстративные факторы, которые могут быть использованы в качестве вводных данных в оценке остаточного субстрата, образующего аэрозоль, включают, но без ограничения, электроэнергию, доставляемую нагревательному элементу, температуру нагревательного элемента, сопротивление нагревательного элемента и поток воздуха через систему. Среднее количество субстрата, образующего аэрозоль, потребляемое во время каждой активации, может быть определено путем контроля использования системы или с использованием типичных значений, хранящихся в устройстве. В другом примере, если выбран режим сеансов, система может отображать данные на пользовательском дисплее, показывающие остаточное оцененное количество сеансов. Это может быть более полезной информацией для курильщика, использующего «сеансы», чем информацией об остаточном количестве субстрата, образующего аэрозоль, или остаточного количества активаций.
Определение профиля использования и выбора режима использования могут также позволять системе более точно вычислять остаточное количество субстрата, образующего аэрозоль. Например, в профиле нерегулярного использования нагревательный элемент и часть для хранения могут оставаться с повышенными температурами, поскольку может быть недостаточно времени для охлаждения между последовательными активациями устройства. Наоборот, если профиль использования является профилем сеансов, нагревательный элемент и часть для хранения могут быть охлаждены между последовательными сеансами. Разница температур между профилями нерегулярного использования и сеансов может влиять на переменные величины, такие как вязкость жидкости (если субстрат, образующий аэрозоль, содержит жидкий компонент), скорость впитывания и время, затраченное нагревательным элементом и субстратом, образующим аэрозоль, на нагрев до температуры аэрозольной эмиссии. Эти переменные величины могут влиять на скорость потребления субстрата, образующего аэрозоль. Таким образом, поправочный коэффициент может быть включен в любые вычисления остаточного оцененного субстрата, образующего аэрозоль, причем поправочный коэффициент зависит от того, какой режим использования выбран.
На фиг. 5 представлена блок-схема способа определения профиля использования согласно второму варианту осуществления изобретения. Способ по фиг. 5 очень похож на способ по фиг. 4. Этапы 501-504 способа во втором варианте осуществления аналогичны этапам 401-404 способа в первом варианте осуществления. Последующие этапы различаются, как описано ниже.
На этапе 505 продолжительность активации T1 хранится в протоколе частоты использования с помощью электрической схемы для возможности осуществления вычисления общей продолжительности активации T4. Затем таймер сбрасывает продолжительность отключения T2 до нуля так, что можно измерить интервал до следующей активации. Как и с помощью способа по фиг. 4, путем сохранения в протоколе частоты использования только активаций, которые превышают минимальное пороговое значение продолжительности активации T1min, система может исключить подсчет в качестве действующих событий любых активаций, которые не соответствуют нормальному вдоху пользователя. Например, когда пользователь активирует устройство без вдыхания какого-либо аэрозоля, например, чтобы зарядить устройство. Затраченное время T3, в течение которого происходит действующая активация, может также храниться в протоколе частоты использования с помощью электрической схемы.
На этапе 506, как и на этапе 406 первого способа, электрическая схема сравнивает затраченное время T3 с пороговым значением затраченного времени T3end. Пороговое значение затраченного времени T3min представляет собой предварительно заданный минимальный период времени, в течение которого активации контролируют с целью определения профиля использования. Если затраченное время T3 превышает пороговое значение затраченного времени T3min, способ переходит на этап вычисления 507. Если затраченное время T3 не превышает пороговое значение затраченного времени T3min, способ возвращается на этап 504. T3min может составлять любой подходящий период времени, достаточный для определения профиля использования. Например, T3min может составлять от приблизительно 5 минут до приблизительно 30 минут или от приблизительно 10 минут до приблизительно 20 минут. В одном примере T3min установлено на приблизительно 15 минутах.
На этапе 507 электрическая схема вычисляет общую продолжительность активации T4 путем суммирования индивидуальной продолжительности активации отдельных активаций T1 каждой активации, хранящейся в протоколе частоты использования с начала процедура, т.е. во время периода контроля T3.
На этапе 508 электрическая схема сравнивает общую продолжительность активации T4 с пороговым значением общей продолжительности активации T4mode для определения, какой профиль использования выбрать. Если T4 превышает T4mode, электрическая схема определяет, что профиль использования соответствует профилю «нерегулярного использования», и выбирает «режим нерегулярного использования», показанный на этапе 509. Если T4 не превышает T4mode, электрическая схема определяет, что профиль использования представляет собой профиль «сеансов» и выбирает «режим сеансов», показанный на этапе 510. T4mode может составлять любое подходящее количество и может зависеть от продолжительности порогового значения затраченного времени T3min для процедуры. Например, T4mode может составлять от приблизительно 5 процентов до приблизительно 15 процентов времени, выбранного для T3min. В одном таком примере T3min составляет 15 минут и T4mode составляет 1 минуту. Таким образом, если общее время активации больше 1 минуты в 15-минутном периоде контроля, выбирают скорее режим нерегулярного использования, чем режим сеансов. После определения профиля использования на этапе 508 и выбора режима использования на этапе 509 или этапе 510 способ возвращается на этап 504.
Как описано выше относительно этапа 404 первого способа, на этапе 504 датчик и электрическая схема определяют, произошла ли какая-либо активация с продолжительностью активации T1, превышающей минимальное пороговое значение продолжительности активации T1min. Если произошла, то способ переходит снова на этап 505. Если не произошла, то способ переходит на этап 511.
На этапе 511 электрическая схема сравнивает продолжительность отключения T2 с момента наиболее недавней действующей активации с пороговым значением продолжительности отключения T2end. Если T2 превышает T2end, процедура определения профиля использования завершается на этапе 512. Если T2 не превышает T2end, способ возвращается снова на этап 504. Способ беспрерывно переходит между этапами 504 и 511, пока не будет обнаружена активация с продолжительностью активации T1, превышающей минимальное пороговое значение продолжительности активации T1min, в случае чего способ переходит на этап 505, или пока продолжительность отключения T2 с момента наиболее недавней действующей активации не превысит пороговое значение продолжительности отключения T2end, в случае чего процедура завершается на этапе 512. Пороговое значение продолжительности отключения T2end может составлять любой подходящий отрезок времени. Например, T2end может составлять от приблизительно 5 минут до приблизительно 25 минут, от приблизительно 10 минут до приблизительно 20 минут или от приблизительно 10 минут до приблизительно 15 минут. В некоторых примерах T2end составляет приблизительно 15 минут.
На этапе 512 процедура завершается, и система может оставаться в выбранном режиме использования до следующего использования без необходимости в дальнейшем сборе данных перед выбором режима использования. После завершения процедуры на этапе 512 следующая активация может быть расценена системой как «первый вдох», и способ повторяется с этапа 501. Система может оставаться в наиболее недавно выбранном режиме использования до тех пор, пока последующая процедура определения профиля использования не определит, что демонстрируется разный режим использования. Система также содержит генератор частоты и выполнена с возможностью определения профиля использования в разное время суток. Она позволяет учитывать любые зависимые от времени изменения в профиле использования, например, когда пользователь демонстрирует профиль сеансов в течение дня и профиль нерегулярного использования в течение вечера, или наоборот. В таких примерах система может возвращаться в конкретный режим использования в определенные моменты времени суток.
На фиг. 6 показана блок-схема способа определения профиля использования согласно третьему варианту осуществления изобретения. Этапы 601-603 способа в третьем варианте осуществления аналогичны этапам 401-403 способа в первом варианте осуществления и этапам 501-503 способа во втором варианте осуществления.
На этапе 604, как и на этапах 404 и 504 первого и второго вариантов осуществления, датчик и электрическая схема определяют, произошли ли какие-либо активации с продолжительностью активации T1, превышающей минимальное пороговое значение продолжительности активации T1min. T1min может составлять любой подходящий период времени. Например, T1min может составлять от приблизительно 0,5 секунд до 2 секунд. В одном примере T1min установлено на приблизительно 1 секунду. Если активация с продолжительностью активации T1, превышающей минимальное пороговое значение продолжительности активации T1min, произошла, способ переходит на этап 605. Если не произошла, то способ переходит на этап 606.
На этапе 605 таймер сбрасывает продолжительность отключения T2 до нуля, таким образом, можно измерить интервал до следующей активации. Путем сброса продолжительности отключения T2 до нуля только, если активация с продолжительностью T1 превышает пороговое значение продолжительности T1min, система может предотвращать отрицательное влияние на определение частоты использования активаций, которые не соответствуют нормальному вдоху пользователя. Например, когда пользователь активирует устройство без вдыхания какого-либо аэрозоля, например, чтобы зарядить устройство. Затраченное время T3, в течение которого происходит действующая активация, может также храниться в протоколе частоты использования с помощью электрической схемы для обеспечения дополнительной информации системе. Затем способ переходит на этап 606.
На этапе 606 электрическая схема определяет, превышает ли продолжительность отключения T2 с момента наиболее недавней действующей активации пороговое значение продолжительности отключения T2end. Пороговое значение продолжительности отключения T2end может составлять любой подходящий отрезок времени. Например, T2end может составлять от приблизительно 1 минуты до приблизительно 10 минут, от приблизительно 1 минуты до приблизительно 5 минут или от приблизительно 10 минут до приблизительно 3 минут. В некоторых примерах T2end составляет приблизительно 2 минуты. Если T2 превышает T2end, то способ переходит на этап 607. Если T2 не превышает T2end, способ возвращается снова на этап 604. Способ беспрерывно переходит между этапами 604 и 606, пока не будет обнаружена активация с продолжительностью активации T1, превышающей минимальное пороговое значение продолжительности активации T1min, в случае чего способ переходит на этап 605, или пока продолжительность отключения T2 не превысит пороговое значение продолжительности отключения T2end, в случае чего способ переходит на этап 607.
На этапе 607 электрическая схема сравнивает затраченное время T3 с пороговым значением затраченного времени T3mode с целью определения какой профиль использования выбрать. Если затраченное время T3 превышает пороговое значение затраченного времени T3mode, электрическая схема определяет, что профиль использования соответствует профилю «нерегулярного использования», и выбирает «режим нерегулярного использования», показанный на этапе 608. Если затраченное время T3 не превышает пороговое значение затраченного времени T3mode, электрическая схема определяет, что профиль использования представляет собой профиль «сеансов», и выбирает «режим сеансов», показанный на этапе 609. В обоих случаях способ затем завершают на этапе 610.
Как и в первом и втором способах, система может оставаться в выбранном режиме использования до следующего использования без необходимости в дальнейшем сборе данных перед выбором режима использования. После завершения процедуры на этапе 610 следующая активация может быть расценена системой как «первый вдох», и способ повторяется с этапа 601. Система может оставаться в наиболее недавно выбранном режиме использования до тех пор, пока последующая процедура определения профиля использования не определит, что демонстрируется разный режим использования. Система также содержит генератор частоты и выполнена с возможностью определения профиля использования в разное время суток. Система может вернуться к конкретному режиму использования, связанному с конкретным временем суток. Она позволяет учитывать любые зависимые от времени изменения в профиле использования, например, когда пользователь демонстрирует профиль сеансов в течение дня и профиль нерегулярного использования в течение вечера, или наоборот.