НАГРЕВАТЕЛЬНЫЙ МАССИВ
HEATING ARRAY

Настоящее изобретение относится к устройствам, содержащим нагревательный массив, для использования с генерирующими аэрозоль изделиями, и к способам их использования. Нагревательный массив может содержать множество нагревательных элементов, которые по-отдельности или в сочетании используются для нагрева генерирующего аэрозоль изделия различными способами. Устройства могут выполнять, а способы могут включать идентификацию по меньшей мере одного свойства генерирующего аэрозоль изделия и нагрев генерирующего аэрозоль изделия с использованием нагревательного массива на основе идентифицированного по меньшей мере одного свойства генерирующего аэрозоль изделия.
Предпочтительно, такие устройства и способы выполнены с возможностью достаточного нагрева генерирующих аэрозоль изделий для того, чтобы обеспечить генерирование аэрозоля без сжигания генерирующих аэрозоль изделий. Они именуются устройствами «с нагревом без сжигания» и часто используются для потребления табака или продуктов на основе табака. Например, эти устройства могут нагревать генерирующие аэрозоль изделия на основе табака с целью выделения аэрозолей, которые содержат никотин и ароматические вещества.
В целом, в зависимости от расположения нагревательного элемента относительно генерирующего аэрозоль изделия или расходной части, могут быть определены нагревательные элементы двух типов, например внутренние нагреватели и наружные нагреватели. Внутренний нагреватель находится внутри генерирующего аэрозоль изделия во время использования и нагревает генерирующее аэрозоль изделие изнутри. Наружный нагреватель обычно расположен вокруг генерирующего аэрозоль изделия, нагревая его в направлении снаружи внутрь.
Одно иллюстративное внутреннее нагревательное устройство с нагревом без сжигания нагревает содержащие табак изделия, которые схожи с обычными сигаретами. Такое нагревательное устройство содержит нагревательное лезвие, которое прокалывает содержащее табак изделие для контакта с табачным субстратом и его нагрева. Пользователь может осуществлять затяжку на мундштучном конце устройства, чтобы создать поток аэрозоля через содержащее табак изделие для ингаляции. Поскольку субстрат не сжигается, побочные продукты сгорания и пиролиза не попадают в аэрозоль и таким образом не доставляются пользователю для вдыхания.
Все генерирующие аэрозоль устройства (устройства для генерирования аэрозоля), как с внутренними, так и с наружными нагревателями, требуют определенного времени для разогрева генерирующего аэрозоль изделия или расходной части до требуемой температуры генерирования аэрозоля. В течение этого времени пользователь не может пользоваться устройством и должен ждать. Одно известное решение в данной области техники, описанное в опубликованной патентной заявке PCT № WO2015062983, включает наружный нагревательный элемент с множеством продольно расположенных секций. По меньшей мере одна из этих секций меньше по величине, чем другие, и, следовательно, обеспечивается возможность более быстрого разогрева ею меньшей части генерирующего аэрозоль изделия в сравнении с другими секциями, что сокращает время начального нагрева.
Еще одной проблемой в генерирующих аэрозоль устройствах является нагрев расходного материала генерирующего аэрозоль изделия по всему объему. Обычно генерирующее аэрозоль изделие (изделие для генерирования аэрозоля) имеет цилиндрическую форму и нагревается либо изнутри от центра (например, с использованием внутреннего нагревательного элемента), либо от наружной поверхности (например, с использованием наружного нагревательного элемента). В обоих случаях тепло должно проникать через материал на расстояние, равное половине диаметра расходной части. В дополнение, для обеспечения эффективного и устойчивого генерирования аэрозоля может потребоваться, чтобы некоторые части генерирующего аэрозоль изделия нагревались в иные моменты времени, чем другие части, для обеспечения эффективного и устойчивого генерирования аэрозоля.
С целью достижения такого теплового проникновения и нагрева области расходного материала генерирующего аэрозоль изделия, наиболее удаленной от нагревательного элемента, до температуры генерирования аэрозоля, материал, расположенный ближе к нагревательному элементу, обычно нагревается дольше и до температуры, превышающей необходимую или оптимальную. Поскольку при различных температурах могут выделяться различные летучие вещества, нагрев до более высоких температур может приводить к выделению нежелательных летучих веществ и изменению вкуса аэрозоля. Одно известное решение в данной области техники, описанное в опубликованной патентной заявке PCT № WO2015062983, использует многокомпонентное генерирующее аэрозоль устройство с множеством нагревательных областей для нагрева указанных компонентов генерирующего аэрозоль изделия до различных конкретных температур.
Другие раскрытые решения, такие как описанное в опубликованной патентной заявке США App. Pub. № 2015/181935, могут использовать чувствительные к температуре нагревательные элементы, имеющие изменяющуюся форму, для обеспечения постепенного нагрева генерирующего аэрозоль изделия или расходной части (например, материала, пригодного для курения). Это обеспечивает возможность нагрева свежей части генерирующего аэрозоль изделия в любое время, но также сохраняет нагрев уже потребленной части генерирующего аэрозоль изделия, что приводит к непроизводительному потреблению энергии.
Вследствие этого такие генерирующие аэрозоль устройства могут создавать менее желательные ощущения у пользователей, поскольку эти генерирующие аэрозоль устройства могут не работать наиболее эффективным или результативным образом при генерировании аэрозоля из генерирующих аэрозоль изделий. Кроме того, такие генерирующие аэрозоль устройства могут превращать в отходы одну или более частей генерирующих аэрозоль изделий из-за неэффективного или ненадлежащего нагрева. В дополнение, такие генерирующие аэрозоль устройства могут перегревать одну или более частей генерирующих аэрозоль изделий при попытке нагрева всего генерирующего аэрозоль изделия, что может приводить к выделению нежелательных аэрозолей и непроизводительному расходу энергии.
Было бы желательно создать такое устройство, которое обеспечивало бы возможность нагрева генерирующего аэрозоль изделия с высокой способностью к конфигурированию и эффективностью. Было бы также желательно нагревать генерирующее аэрозоль изделие без значительных отходов. Кроме того, было бы желательно нагревать генерирующие аэрозоль изделия равномерно, без перегрева одних частей генерирующих аэрозоль изделий и недостаточного нагрева других частей генерирующих аэрозоль изделий.
Одна задача примеров осуществления настоящего изобретения состоит в обеспечении нагрева генерирующего аэрозоль изделия с высокой способностью к конфигурированию или высокой адаптируемостью. Еще одна задача примеров осуществления настоящего изобретения состоит в поддержании устойчивой доставки тепла по всему генерирующему аэрозоль изделию.
Еще одна задача примеров осуществления настоящего изобретения состоит в усилении генерирования или образования аэрозоля, повышении эффективности генерирования аэрозоля и регулировании (например, максимизации) ароматического профиля генерируемого аэрозоля для различных генерирующих аэрозоль изделий.
В одном аспекте иллюстративные устройства и способы обеспечивают нагревательную систему для генерирующего аэрозоль устройства с нагревом без сжигания. Нагревательная система состоит из массива индивидуально адресуемых нагревательных элементов, выполненных с возможностью нагрева различных секций расходной части в течение всего сеанса потребления. Это обеспечивает возможность сокращения времени разогрева и возможность выделения аэрозоля из свежего материала в любой момент времени, что предотвращает перегрев материала или непроизводительное потребление энергии.
В различных аспектах генерирующее аэрозоль устройство может содержать кожух, образующий полость для размещения генерирующего аэрозоль изделия и проходящий вдоль оси полости, и нагревательный массив, расположенный в указанной полости. Нагревательный массив содержит множество нагревательных элементов, выполненных с возможностью нагрева генерирующего аэрозоль изделия, расположенного в указанной полости. Указанное множество нагревательных элементов может содержать по меньшей мере три нагревательных элемента. В одном аспекте два или более нагревательных элементов указанного множества нагревательных элементов расположены в плоскости, перпендикулярной оси указанной полости, и два или более нагревательных элементов указанного множества нагревательных элементов расположены в разных местах вдоль оси указанной полости таким образом, что они не лежат в плоскости, перпендикулярной оси указанной полости. В данном аспекте по меньшей мере два нагревательных элемента будут выполнены с возможностью нагрева одной и той же секции генерирующего аэрозоль изделия вдоль оси указанной полости, и по меньшей мере один нагревательный элемент будет выполнен с возможностью нагрева другой секции генерирующего аэрозоль изделия, расположенной в другом месте вдоль оси указанной полости. В различных аспектах иллюстративный нагревательный массив или нагревательная система могут содержать по меньшей мере три отдельных нагревательных элемента, управление которыми может осуществляться по меньшей мере в двух отдельных группах, причем каждая группа содержит по меньшей мере один нагревательный элемент. Каждый нагревательный элемент может представлять собой, без ограничения, резистивный, инфракрасный, индукционный, термоэлектрический или фотонный нагревательный элемент.
Настоящее изобретение, описанное в данном документе, может быть способно обеспечивать нагрев, с высокой способностью к конфигурированию или высокой адаптируемостью, генерирующих аэрозоль изделий посредством использования указанного нагревательного массива. Например, каждый нагревательный элемент может быть выборочно выполнен с возможностью нагрева малых областей генерирующих аэрозоль изделий таким образом, чтобы усиливать генерирование или выработку аэрозоля, повышать эффективность генерирования аэрозоля, регулировать (например, включая максимизацию) ароматический профиль генерируемого аэрозоля и поддерживать устойчивую доставку тепла по всему генерирующему аэрозоль изделию. В дополнение, настоящее изобретение, описанное в данном документе, обеспечивает возможность модификации, адаптации или оптимизации рабочих характеристик или параметров нагрева, периодов времени нагрева и мест расположения генерирующих аэрозоль изделий в соответствии с идентичностью генерирующих аэрозоль изделий таким образом, чтобы усиливать генерирование или выработку аэрозоля, повышать эффективность генерирования аэрозоля и регулировать (например, включая максимизацию) ароматический профиль генерируемого аэрозоля.
В одном варианте осуществления нагревательные элементы содержат электрически резистивный материал. Подходящие электрически резистивные материалы включают, без ограничения: полупроводники, такие как легированная керамика, электропроводную керамику (например, такую, как 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, нержавеющую сталь и сплавы на основе железа-марганца-алюминия. В композитных материалах электрически резистивный материал может быть при необходимости встроен в изоляционный материал, инкапсулирован в него или покрыт им, или наоборот, в зависимости от кинетики переноса энергии и требуемых наружных физико-химических свойств.
В различных аспектах генерирующее аэрозоль устройство дополнительно содержит контроллер, содержащий один или более процессоров и функционально соединенный с нагревательным массивом с возможностью выбора того, какой из указанного множества нагревательных элементов будет нагревать генерирующее аэрозоль изделие. Иначе говоря, в различных аспектах внедрение адресуемого нагревательного массива предусматривает использование контроллера для управления отдельными элементами нагревательного массива. Контроллер может быть выполнен с возможностью идентификации по меньшей мере одного свойства генерирующего аэрозоль изделия и затем нагрева генерирующего аэрозоль изделия с использованием нагревательного массива на основе идентифицированного по меньшей мере одного свойства генерирующего аэрозоль изделия.
Кроме того, в настоящем изобретении предложены способы нагрева генерирующего аэрозоль изделия с использованием нагревательного массива. В одном аспекте способ предпочтительно включает размещение генерирующего аэрозоль изделия внутри полости кожуха, проходящего вдоль оси указанной полости, и идентификацию по меньшей мере одного свойства генерирующего аэрозоль изделия, расположенного внутри указанной полости. Способ дополнительно включает нагрев генерирующего аэрозоль изделия с использованием нагревательного массива, расположенного в указанной полости, на основе идентифицированного по меньшей мере одного свойства генерирующего аэрозоль изделия. По меньшей мере в одном варианте осуществления нагрев генерирующего аэрозоль изделия с использованием нагревательного массива может включать использование по меньшей мере двух нагревательных элементов, расположенных в первой плоскости, перпендикулярной оси указанной полости, для нагрева генерирующего аэрозоль изделия при одновременном отсутствии нагрева генерирующего аэрозоль изделия по меньшей мере одним другим нагревательным элементом указанного множества нагревательных элементов.
В различных аспектах указанное множество нагревательных элементов предпочтительно расположено в виде матрицы, образующей множество рядов нагревательных элементов и множество столбцов нагревательных элементов. Нагревательные элементы каждого ряда расположены в плоскости, перпендикулярной оси указанной полости и отличной от плоскостей других рядов, и нагревательные элементы каждого отдельного столбца расположены вдоль отличной от других оси, параллельной оси указанной полости. Иначе говоря, указанное множество нагревательных элементов может быть описано как множество нагревательных «пикселей», расположенных через промежутки вокруг некоторой области.
Различные аспекты устройств и способов согласно настоящему изобретению способны обеспечивать одно или более преимуществ над доступными в настоящее время генерирующим аэрозоль устройствами и относящимися к ним способами. Иллюстративные устройства и способы способны обеспечивать для пользователей более качественные ощущения, поскольку обеспечивается возможность более эффективного и результативного использования расходной части для генерирования аэрозоля из генерирующих аэрозоль изделий. Кроме того, иллюстративные устройства и способы генерирования аэрозоля обеспечивают возможность модификации рабочих характеристик или параметров нагревательного массива на основе идентичности генерирующего аэрозоль изделия для эффективного и результативного образования аэрозоля с помощью генерирующего аэрозоль изделия, идентифицированного конкретным образом. Эффективное и результативное образование аэрозоля обеспечивает возможность улучшения ощущений пользователя, поскольку обеспечивается возможность оптимального образования аэрозоля и таким образом обеспечиваются удовлетворительные ощущения от доставки аэрозоля.
Кроме того, иллюстративные устройства и способы способны обеспечивать возможность более полного использования генерирующих аэрозоль изделий для минимизации отходов генерирующего аэрозоль субстрата генерирующего аэрозоль изделия. В дополнение, обеспечиваемые с помощью иллюстративных устройств и способов генерирующие аэрозоль изделия с высокой способностью к конфигурированию доставки тепла могут использоваться для обеспечения устойчивого и конфигурируемого ароматического профиля. Иллюстративные устройства и способы способны обеспечивать меньшее количество перегреваемых областей или участков генерирующего аэрозоль изделия и таким образом уменьшать выделение нежелательных аэрозолей.
Иллюстративные устройства и способы способны обеспечивать меньшее время «разогрева» генерирующего аэрозоль изделия или расходной части до требуемой температуры генерирования аэрозоля. Иллюстративные устройства и способы способны обеспечивать возможность выделения аэрозоля из свежего материала в любой момент времени при одновременном предотвращении перегрева материала для обеспечения проникновения тепла. Эти свойства обеспечивают возможность достижения улучшенного аромата аэрозоля и, следовательно, улучшенных ощущений пользователя.
Благодаря предотвращению перегрева, иллюстративные устройства и способы обеспечивают возможность использования меньшего количества энергии для выделения аэрозолей и возможность того, что устройство с нагревом без сжигания станет более энергоэффективным. Повышенная эффективность обеспечивает возможность более длительного использования устройства за одну зарядку и возможность увеличения срока службы батареи вследствие пониженных нагрузок.
В контексте данного документа «образующий аэрозоль субстрат» представляет собой любой субстрат, способный при нагреве выделять летучие соединения, которые могут образовывать аэрозоль. Аэрозоли, генерируемые из образующих аэрозоль субстратов согласно настоящему изобретению, могут быть видимыми или невидимыми, и они могут содержать пары (например, тонкодисперсные частицы веществ, которые находятся в газообразном состоянии и при комнатной температуре обычно являются жидкими или твердыми), а также газы и капли жидкости конденсированных паров.
В контексте данного документа «генерирующее аэрозоль изделие» представляет собой любой одноразовый продукт, способный содержать (например, удерживать, заключать внутри себя, иметь или хранить) образующий аэрозоль субстрат и выполненный с возможностью разъемного сопряжения или стыковки с генерирующим аэрозоль устройством таким образом, чтобы это генерирующее аэрозоль устройство имело возможность генерирования аэрозоля из указанного образующего аэрозоль субстрата. Генерирующее аэрозоль изделие может представлять собой тело, заключающее в себе образующий аэрозоль субстрат.
В контексте данного документа «генерирующее аэрозоль устройство» представляет собой любое устройство, выполненное с возможностью использования или потребления генерирующего аэрозоль изделия, выделяющего летучие соединения для образования аэрозоля, который может вдыхаться пользователем. Генерирующее аэрозоль устройство может быть сопряжено с генерирующим аэрозоль изделием, содержащим образующий аэрозоль субстрат.
В контексте данного документа «нагревательный элемент» представляет собой любое устройство, аппаратуру или их часть, выполненные с возможностью подачи тепла или тепловой энергии на генерирующее аэрозоль изделие, заключающее в себе образующий аэрозоль субстрат, для выделения летучих соединений из генерирующего аэрозоль изделия с образованием аэрозоля, который может вдыхаться пользователем.
В контексте данного документа «нагревательный массив» представляет собой множество нагревательных элементов, расположенных особым образом внутри или вокруг генерирующего аэрозоль устройства для подачи или доставки тепла к генерирующему аэрозоль изделию для генерирования аэрозоля. Нагревательный массив может содержать по меньшей мере три нагревательных элемента.
В контексте данного документа термины «контроллер» и «процессор» относятся к любому устройству или аппаратуре, способным обеспечивать надлежащие вычислительные средства и управляющие средства или выполненным с возможностью осуществления способов, процессов и технических решений, описанных в данном документе, например микропроцессоры, цифровые сигнальные процессоры (digital signal processors, DSP), специализированные заказные интегральные схемы (application specific integrated circuits, ASIC), программируемые пользователем логические вентильные матрицы (field-programmable gate arrays, FPGA), эквивалентные дискретные или интегральные логические схемы или любые комбинации вышеперечисленного, а также способные обеспечивать надлежащие средства хранения данных, которые включают любые носители (например, энергозависимую или энергонезависимую память, CD-ROM, носитель с магнитной записью, такой как диск или лента, и т.п.), содержащие цифровые биты (например, закодированные в двоичной системе, троичной системе и т.п.), которые могут быть выполнены с возможностью считывания и записи.
Настоящее изобретение относится к генерирующим аэрозоль устройствам и осуществляемым с их помощью способам, которые выполнены с возможностью использования образующих аэрозоль субстратов (например, содержащих никотинсодержащий материал) для генерирования аэрозоля, содержащего вещество в виде частиц, такое как никотин. Как описано в данном документе, генерирующие аэрозоль изделия могут содержать жидкости или твердые вещества, содержащие образующий аэрозоль субстрат. Например, генерирующее аэрозоль изделие, может представлять собой «палочку» (например, палочку с табачным литым листом).
Для генерирования аэрозоля из генерирующего аэрозоль изделия тепло доставляется к генерирующему аэрозоль изделию, и это описывается как процесс «нагрева без сжигания». Тепло генерируется и доставляется к генерирующему аэрозоль изделию посредством генерирующих аэрозоль устройств, когда генерирующее аэрозоль изделие размещено или иным образом функционально соединено с генерирующими аэрозоль устройствами.
Иллюстративное генерирующее аэрозоль устройство содержит кожух или корпус, которые могут быть выполнены с возможностью удержания или вмещения компонентов генерирующего аэрозоль устройства и образуют полость для размещения генерирующего аэрозоль изделия. Указанная полость проходит или ориентирована вдоль оси, именуемой осью полости. Указанная полость может быть в целом определена как любая конструкция, выполненная с возможностью сопряжения с образующим аэрозоль изделием. Предпочтительно, указанная полость образует внутреннее пространство, которое окружает генерирующее аэрозоль изделие таким образом, что обеспечивается камера для генерирования аэрозоля для доставки пользователю. Иллюстративные нагревательные массивы, описанные в данном документе, выполнены с возможностью присоединения к кожуху и расположены таким образом, чтобы генерировать аэрозоль в указанной полости. В одном варианте осуществления нагревательные массивы расположены внутри указанной полости с возможностью доставки тепла к генерирующему аэрозоль изделию. Например, иллюстративные нагревательные массивы могут быть расположены на одной или более поверхностях указанной полости.
Кожух может дополнительно иметь по меньшей мере одно впускное отверстие, проходящее в указанную полость для впуска воздуха, и по меньшей мере одно выпускное отверстие, проходящее в указанную полость для выпуска воздуха. От указанного по меньшей мере одного впускного отверстия через указанную полость до указанного по меньшей мере одного выпускного отверстия может быть образован тракт потока воздуха. При вдыхании воздуха пользователем генерирующего аэрозоль устройства, воздух может поступать в указанное по меньшей мере одно впускное отверстие, проходить через указанную полость (и заключенное в ней генерирующее аэрозоль изделие), выходить из указанной полости через указанное по меньшей мере одно выпускное отверстие и поступать к пользователю по указанному тракту потока воздуха. Указанный тракт потока воздуха не обязательно должен быть прямым. Указанный тракт потока воздуха может иметь один или более криволинейных участков или изгибов.
Указанная полость может иметь или образовывать множество различных форм и размеров с тем, чтобы она была выполнена с возможностью конфигурирования для размещения генерирующих аэрозоль изделий, имеющих множество различных форм и размеров. Например, указанная полость может представлять собой трубку (например, образовывать трубчатую форму), проходящую вдоль оси указанной полости для размещения трубчатых, цилиндрических или имеющих форму «палочки» генерирующих аэрозоль изделий. Указанная трубка образует внутреннюю цилиндрическую поверхность, которая «обращена» к расположенному внутри нее генерирующему аэрозоль изделию. При использовании указанная внутренняя цилиндрическая поверхность может контактировать или располагаться смежно с расположенным внутри нее генерирующим аэрозоль изделием, если она выполнена с возможностью нагрева генерирующего аэрозоль изделия.
Иначе говоря, в данном иллюстративном варианте осуществления, если генерирующее аэрозоль изделие имеет цилиндрическую форму, то нагревательный массив также может иметь трубчатую форму с внутренним диаметром, который может быть приблизительно равен наружному диаметру генерирующего аэрозоль изделия. В еще одном иллюстративном варианте осуществления генерирующее аэрозоль изделие и нагревательный массив могут иметь соответствующие друг другу трубчатые формы. Любое из двух вышеуказанных может находиться снаружи другого. Иначе говоря, нагревательный массив может быть расположен таким образом, чтобы он был обращен в радиальном направлении в сторону от центральной оси трубки (например, для доставки тепла в радиальном направлении от центральной оси), и генерирующее аэрозоль изделие может быть расположено снаружи нагревательного массива, либо нагревательный массив может быть расположен таким образом, чтобы он был обращен в сторону центральной оси трубки (например, для доставки тепла в направлении центральной оси), и генерирующее аэрозоль изделие может быть расположено внутри нагревательного массива.
Указанная полость может представлять собой коробку, или она может иметь коробчатую форму, проходящую вдоль оси указанной полости, для размещения планарных тонких генерирующих аэрозоль изделий коробчатой формы. Например, кожух может образовывать по меньшей мере одну планарную поверхность. Кожух может содержать шарнирную дверцу, которая поворачивается вниз вокруг генерирующего аэрозоль изделия при размещении генерирующего аэрозоль изделия между указанной шарнирной дверцей и указанной по меньшей мере одной планарной поверхностью. Кроме того, шарнирная дверца может образовывать еще одну планарную поверхность, и таким образом обеспечивается возможность зажатия генерирующего аэрозоль изделия между указанной по меньшей мере одной планарной поверхностью кожуха и планарной поверхностью шарнирной дверцы. Иначе говоря, кожух может дополнительно содержать две планарных поверхности, расположенных напротив друг друга, если он выполнен с возможностью нагрева генерирующего аэрозоль изделия, расположенного в указанной полости. В одном аспекте одна или более планарных поверхностей кожуха контактируют или располагаются смежно с расположенным в нем генерирующим аэрозоль изделием, если он выполнен с возможностью нагрева генерирующего аэрозоль изделия. В таких конструкциях могут использоваться один или более нагревательных массивов. Например, один нагревательный массив может быть расположен на одной планарной поверхности, а другая, противоположная, планарная поверхность может не содержать нагревательный массив. Кроме того, например, каждая из двух планарных поверхностей, противоположных друг другу, может содержать нагревательный массив, что приводит к наличию двух противоположных нагревательных массивов с обеих сторон генерирующего аэрозоль изделия.
Иначе говоря, генерирующее аэрозоль изделие может иметь преимущественно плоскую форму, и по меньшей мере одна сторона генерирующего аэрозоль изделия, имеющего преимущественного плоскую форму, может удерживаться напротив нагревательного массива. В дополнение, плоское генерирующее аэрозоль изделие также может быть описано как коробчатое или прямоугольное, имеющее или определяющее ширину, меньшую его длины, и весьма малую толщину по сравнению с длиной или шириной. Плоское генерирующее аэрозоль изделие может быть описано как имеющее оптимизированное отношение поверхности к объему, обеспечивающее возможность хорошего теплопереноса при одновременном уменьшении расстояния, на которое должно пройти тепло через материал генерирующего аэрозоль изделия для его нагрева.
Кроме того, например, указанная полость может представлять собой конус или усеченный конус, проходящий вдоль оси указанной полости и образующий коническую внутреннюю или коническую наружную поверхность. Указанный конус или усеченный конус образует внутреннюю или наружную коническую поверхность, которая «обращена» к расположенному внутри нее генерирующему аэрозоль изделию. В одном аспекте внутренняя или наружная коническая поверхность контактирует или является смежной с расположенным внутри нее генерирующим аэрозоль изделием, если она выполнена с возможностью нагрева генерирующего аэрозоль изделия.
Иначе говоря, в этом более предпочтительном варианте осуществления генерирующее аэрозоль изделие в целом имеет форму усеченного или полного конуса или иную форму. Нагревательный массив в данном иллюстративном варианте осуществления имеет форму полного или усеченного конуса или сужающуюся форму, соответствующую конической форме генерирующего аэрозоль изделия. В этом случае всегда обеспечивается возможность сопряжения генерирующего аэрозоль изделия или расходной части с одной стороны и нагревательного массива с другой стороны таким образом, чтобы имел место оптимальный контакт и вместе с тем была обеспечена возможность их разделения с минимальным усилием.
Нагревательный массив может иметь форму, в максимально возможной степени точно соответствующую форме генерирующего аэрозоль изделия или расходной части. Это обеспечивает возможность увеличения площади контакта между нагревательным массивом и генерирующим аэрозоль изделием или расходной частью, что ведет к улучшению теплопроводности и, следовательно, к более быстрому и эффективному нагреву генерирующего аэрозоль изделия или расходной части.
Для нагрева генерирующего аэрозоль изделия, при размещении этого генерирующего аэрозоль изделия в полости генерирующего аэрозоль устройства, это генерирующее аэрозоль устройство содержит нагревательный массив. Нагревательный массив содержит множество нагревательных элементов. Каждый из нагревательных элементов может быть выполнен с возможностью доставки тепла или тепловой энергии к другой области или части генерирующего аэрозоль изделия при его размещении в указанной полости, как будет дополнительно описано в данном документе.
Нагревательный массив может содержать от 3 нагревательных элементов до приблизительно 250 нагревательных элементов. Предпочтительно, нагревательный массив содержит от приблизительно 15 нагревательных элементов до приблизительно 80 нагревательных элементов. Нагревательные элементы предпочтительно расположены вокруг полости генерирующего аэрозоль устройства для подачи или доставки тепла к различным местам, находящимся на различных расстояниях вдоль оси указанной полости, и к различным местам или областям вокруг указанной полости, находящимся в одном и том же месте вдоль оси указанной полости. Два или более нагревательных элементов указанного множества нагревательных элементов расположены в плоскости, перпендикулярной оси указанной полости, и два или более нагревательных элементов указанного множества нагревательных элементов расположены в разных местах вдоль оси указанной полости таким образом, что они не лежат в плоскости, перпендикулярной оси указанной полости. Иначе говоря, по меньшей мере два нагревательных элемента расположены на одном и том же расстоянии вдоль оси указанной полости, и по меньшей мере два нагревательных элемента расположены на разных расстояниях вдоль оси указанной полости.
В одном аспекте нагревательные элементы нагревательного массива могут быть расположены в виде матрицы с рядами и столбцами. Ряды нагревательных элементов могут быть расположены на одном и том же или приблизительно на одном и том же расстоянии вдоль оси указанной полости, и столбцы нагревательных элементов могут быть расположены вдоль оси указанной полости на разных расстояниях, но вместе с тем они могут быть выровнены вдоль линии или оси, которая параллельна оси указанной полости. Матрица нагревательных элементов нагревательного массива может быть обернута вокруг одной или более поверхностей полости генерирующего аэрозоль устройства или соответствовать им по форме. Таким образом, хотя указанная матрица нагревательного массива может быть описана в данном документе с использованием двумерных терминов, следует понимать, что указанная матрица может быть расположена на поверхностях, образующих трехмерные формы. Например, в иллюстративном варианте осуществления, в котором указанная полость представляет собой цилиндр, матрица нагревательных элементов может быть обернута вокруг наружной или внутренней поверхности цилиндра таким образом, чтобы ряды были выровнены перпендикулярно оси цилиндра вокруг поверхности цилиндра, и столбцы проходили перпендикулярно указанной оси вокруг поверхности цилиндра.
Таким образом, нагревательный массив может быть описан как обеспечивающий широкий охват вокруг указанной полости с тем, чтобы обеспечить нагрев множества различных, но потенциально перекрывающихся областей или частей генерирующего аэрозоль изделия, расположенного в указанной полости.
Если указанная полость является трубчатой, то указанное множество нагревательных элементов расположены на цилиндрической внутренней поверхности для нагрева генерирующего аэрозоль изделия, расположенного внутри указанной полости, и два или более нагревательных элементов расположены в плоскости, перпендикулярной оси указанной полости, и в окружном направлении вокруг указанной цилиндрической внутренней поверхности. Если указанная полость образована по меньшей мере двумя планарными поверхностями, то нулевое или большее количество нагревательных элементов расположены на одной из указанных по меньшей мере двух планарных поверхностей, и множество нагревательных элементов расположены на другой из указанных по меньшей мере двух планарных поверхностей таким образом, чтобы образовывать «сэндвич-структуру» с генерирующим аэрозоль изделием, расположенным между ними. В еще одном аспекте лишь одна из двух планарных поверхностей может содержать нагревательные элементы. Если указанная полость является конической, то указанное множество нагревательных элементов расположены на конической внутренней или наружной поверхности для нагрева генерирующего аэрозоль изделия, расположенного внутри указанной полости, и указанные два или более нагревательных элементов расположены в плоскости, перпендикулярной указанной оси, и в окружном направлении вокруг указанной конической внутренней или наружной поверхности.
Генерирующее аэрозоль устройство может содержать нагревательную схему. Генерирующее аэрозоль устройство может содержать источник питания. Нагревательная схема функционально соединена с нагревательным массивом с обеспечением возможности подачи мощности от источника питания на нагревательные элементы таким образом, что каждый из нагревательных элементов нагревательного массива имеет возможность подачи или доставки тепла к генерирующему аэрозоль изделию. Нагревательная схема может быть конфигурирована множеством различных способов, так что нагревательный массив выполнен с возможностью конфигурирования множеством различных способов.
В одном аспекте нагревательная схема может обеспечивать возможность индивидуального конфигурирования каждого из нагревательных элементов с его переключением по меньшей мере в два состояния: «включенное» или активированное, в котором осуществляется подача тепла на генерирующее аэрозоль изделие; или «выключенное» или деактивированное, в котором не осуществляется подача тепла на генерирующее аэрозоль изделие. Иначе говоря, нагревательная схема может быть выполнена с возможностью обеспечения управления каждым из нагревательных элементов независимо от других нагревательных элементов. В данном аспекте каждый из указанного множества нагревательных элементов может быть непосредственно функционально соединен с источником питания посредством пары проводников (например, проводов или дорожек) с тем, чтобы осуществлялось индивидуальное управление каждым из нагревательных элементов путем соединения или отсоединения каждого из нагревательных элементов от источника питания.
Кроме того, в одном аспекте нагревательная схема функционально соединена с нагревательным массивом для обеспечения множества групп нагревательных элементов таким образом, что каждая группа из указанного множества групп имеет возможность нагрева генерирующего аэрозоль изделия индивидуально или одновременно с другими нагревательными элементами, и каждый нагревательный элемент каждой группы нагревает генерирующее аэрозоль изделие одновременно с другими нагревательными элементами данной группы. Иначе говоря, нагревательная схема может быть выполнена с возможностью одновременной активации или «включения» более чем одного нагревательного элемента в совокупностях нагревательных элементов, именуемых «группами» или «зонами». Например, одна или более групп или зон нагревательных элементов, где каждая группа или зона содержит по меньшей мере два нагревательных элемента, могут быть «включены» одновременно. В данном аспекте каждый из множества нагревательных элементов группы может быть непосредственно функционально соединен с источником питания параллельно, так что одна пара проводников (например, провода или дорожки) функционально соединяет данную группу с источником питания.
В дополнение, нагревательная схема может быть выполнена с возможностью подачи электрической мощности на каждый из нагревательных элементов или группу нагревательных элементов в течение выбранного периода времени с использованием, например, схемы мультиплексирования. Более конкретно, в одном аспекте нагревательная схема функционально соединена с нагревательным массивом таким образом, что каждый из множества нагревательных элементов имеет возможность нагрева генерирующего аэрозоль изделия индивидуально или одновременно с другими нагревательными элементами с использованием импульсного возбуждения с разделением во времени на основе идентифицированного по меньшей мере одного свойства генерирующего аэрозоль изделия. В данном аспекте все нагревательные элементы могут быть расположены и соединены (например, с помощью проводов или дорожек) в матричном формате, и в точки пересечения конкретных вертикальных сигнальных электродов и конкретных горизонтальных сканирующих электродов может подаваться напряжение для использования нагревательных элементов индивидуально или одновременно.
Источник питания генерирующего аэрозоль устройства, предпочтительно может быть внутренним по отношению к кожуху. Генерирующее аэрозоль устройство может содержать любой подходящий источник питания. Например, источник питания генерирующего аэрозоль устройства может представлять собой батарею, комплект батарей или любой другой источник питания. Батареи могут быть перезаряжаемыми, а также съемными и сменными. Может использоваться любая подходящая батарея.
Генерирующее аэрозоль устройство может содержать контроллер, содержащий один или более процессоров (например, микропроцессоров). Указанные один или более процессоров могут работать со связанным с ними устройством хранения данных или памятью для доступа к программам или процедурам обработки и данным одного или более типов, которые могут использоваться для осуществления иллюстративных способов. Например, программы или процедуры обработки, хранящиеся в устройстве хранения данных, могут включать программы или процедуры для управления нагревательным массивом, индивидуального управления каждым из нагревательных элементов нагревательного массива, реализации программ или схем нагрева с использованием нагревательного массива, анализа или идентификации генерирующих аэрозоль изделий, извлечения одного или более свойств идентифицированных генерирующих аэрозоль изделий, извлечения одной или более программ нагрева, связанных с одним или более свойствами идентифицированных генерирующих аэрозоль изделий, регулирования времени, в течение которого должны быть активированы нагревательные элементы, матричного исчисления, алгоритмов стандартизации, алгоритмов сравнения или любой другой обработки, используемой для реализации указанных одного или более иллюстративных способов и процессов, описанных в данном документе. Устройство хранения данных или память могут быть дополнительно выполнены с возможностью хранения данных, относящихся к одному или более из типов, размеров, содержимого, возраста, бренда, одному или более другим свойствам генерирующих аэрозоль изделий, одному или более из процессов или схем нагрева для использования нагревательного массива для нагрева различных генерирующих аэрозоль изделий, параметрам образования или генерирования аэрозолей, относящимся к одному или более типам генерирующих аэрозоль изделий и подложек, таким как значения мощности и значения времени, данным и формулам, относящимся к генерированию вещества в виде частиц с использованием генерирующих аэрозоль изделий или субстратов, и любым другим данным или формулам, необходимым для выполнения процессов и способов, описанных в данном документе.
В одном или более аспектах генерирующее аэрозоль устройство может быть описано как реализованное с использованием одной или более компьютерных программ, выполняемых на одном или более программируемых процессорах, которые содержат средства обработки (например, микроконтроллеры, программируемые логические устройства и т.д.), устройство хранения данных (например, энергозависимую или энергонезависимую память или элементы хранения данных), устройства ввода и устройства вывода. Программные коды или логика, описанные в данном документе, могут быть применены к входным данным для осуществления функций, описанных в данном документе, и для генерирования требуемой выходной информации. Выходная информация может подаваться в качестве входной информации на одно или более других устройств и/или процессов, как описано в данном документе, или она может быть подаваться известным способом.
Компьютерные программные продукты, используемые для реализации процессов, описанных в данном документе, могут быть обеспечены с использованием любого языка программирования, например высокоуровневого процедурно- и/или объектно-ориентированного языка программирования, который подходит для связи с компьютерной системой. Любые такие программные продукты могут, например, храниться на любом подходящем устройстве, например носителе для хранения данных, выполненном с возможностью считывания посредством универсального или специализированного программного контроллерного устройства для конфигурирования и управления компьютером при считывании с указанного подходящего устройства для выполнения процедур, описанных в данном документе. Иначе говоря, по меньшей мере в одном варианте осуществления генерирующее аэрозоль устройство может быть реализовано с использованием машиночитаемого носителя для долговременного хранения данных, сконфигурированного посредством компьютерной программы, причем сконфигурированный таким образом носитель для хранения данных инициирует работу компьютера конкретным и заданным образом для выполнения функций, описанных в данном документе.
Конкретная конфигурация контроллера генерирующего аэрозоль устройств не ограничена, и может использоваться, по существу, любое устройство, способное обеспечивать подходящие вычислительные средства и управляющие средства для реализации иллюстративных способов, описанных в данном документе. В свете вышеизложенного должно быть очевидно, что функции, описанные в одном или более вариантах осуществления согласно настоящему изобретению, могут быть реализованы любым способом, известным специалистам в данной области техники. Таким образом, компьютерный язык, контроллер или любые другие программные/аппаратные средства, которые должны использоваться для осуществления процессов, описанных в данном документе, не должны ограничивать объем систем, процессов или программ (например, функций, обеспечиваемых такими процессами или программами), описанных в данном документе. Способы и процессы, описанные в данном документе, в том числе те, которые отнесены к системам или различным составляющим компонентам, могут быть реализованы по меньшей мере частично в аппаратных средствах, программном обеспечении, аппаратно-программном обеспечении или любых комбинациях вышеперечисленного. Например, различные аспекты указанных технологий могут быть реализованы внутри одного или более процессоров, в том числе одного или более микропроцессоров, цифровых сигнальных процессоров (DSP), специализированных интегральных схем (ASIC), программируемых пользователем вентильных матриц (FPGA), сложных программируемых логических интегральных схем (CPLD), микроконтроллеров или любых других эквивалентных интегральных или дискретных логических схем, а также любых комбинаций таких компонентов. При реализации в программном обеспечении, функции, отнесенные к системам, устройствам и способам, описанным в данном документе, могут быть реализованы в виде инструкций на машиночитаемом носителе, таком как оперативная память (RAM), постоянная память (ROM), энергонезависимая память с произвольным доступом (NVRAM), электрически стираемая программируемая постоянная память (EEPROM), флэш-память, магнитный носитель для хранения данных, оптический носитель для хранения данных или тому подобное. Указанные инструкции могут исполняться одним или более процессорами для поддержки одного или более аспектов указанных функций.
Контроллер генерирующего аэрозоль устройства может быть функционально соединен с источником питания и нагревательной схемой для управления нагревательным массивом. Таким образом, контроллер может использовать нагревательную схему и источник питания для активации («включения») или деактивации («выключения») каждого из нагревательных элементов нагревательного массива. В зависимости от конфигурации нагревательной схемы, контроллер может индивидуально управлять каждым из нагревательных элементов независимо, или он может управлять двумя или более нагревательными элементами одновременно как группой, независимо от других нагревательных элементов. В дополнение, контроллер может регулировать время или период времени, в течение которого каждый из нагревательных элементов может быть возбужден или активирован («включен») для выполнения различных конфигураций, процессов или схем нагрева для генерирования аэрозоля с использованием различных генерирующих аэрозоль изделий.
В одном аспекте контроллер может быть описан как функционально соединенный с нагревательным массивом с возможностью выбора того, какие из множества нагревательных элементов будут использоваться для нагрева генерирующего аэрозоль изделия. Иначе говоря, каждый из нагревательных элементов может быть выполнен с возможностью его адресации контроллером. Кроме того, контроллер может быть выполнен с возможностью выполнения нагрева генерирующего аэрозоль изделия с использованием по меньшей мере двух нагревательных элементов, расположенных в первой плоскости, перпендикулярной оси указанной полости, для нагрева генерирующего аэрозоль изделия при одновременном отсутствии нагрева генерирующего аэрозоль изделия по меньшей мере одним другим нагревательным элементом указанного множества нагревательных элементов. Иначе говоря, по меньшей мере два нагревательных элемента, расположенных в ряду, перпендикулярном тракту потока воздуха внутри генерирующего аэрозоль устройства, могут быть «включены» для нагрева части или области генерирующего аэрозоль изделия.
Контроллер может активировать разные нагревательные элементы в течение периода времени для эффективного и результативного генерирования аэрозоля из генерирующего аэрозоль изделия. Генерирующее аэрозоль изделие может проходить от ближнего или расположенного раньше по потоку конца до дальнего или расположенного дальше по потоку концу. Например, контроллер может использовать один или более нагревательных элементов для нагрева ближнего конца генерирующего аэрозоль изделия, и с течением времени контроллер может использовать нагревательные элементы, расположенные дальше от ближнего конца и ближе к дальнему концу генерирующего аэрозоль изделия, чем те, которые использовались первоначально, для линейного перемещения тепла вдоль генерирующего аэрозоль изделия. В других примерах может использоваться иное перемещение тепла с помощью нагревательного массива. В различных аспектах контроллер дополнительно выполнен с возможностью нагрева генерирующего аэрозоль изделия согласно одной или более конфигурациям распространения с использованием выбранных нагревательных элементов. Указанные конфигурации (рисунки) распространения могут включать одно или более из следующего: линейное перемещение, радиальное перемещение, угловое перемещение, перемещение с удлинением, перемещение с расширением, перемещение со сжатием и случайное перемещение. Такие конфигурации распространения могут быть описаны в отношении нагревательного массива, образующего матрицу нагревательных элементов. Например, указанное множество нагревательных элементов могут быть расположены в виде матрицы, образующей множество рядов нагревательных элементов и множество столбцов нагревательных элементов. Нагревательные элементы каждого ряда расположены в плоскости, которая перпендикулярна оси указанной полости и отлична от плоскостей других рядов, и нагревательные элементы каждого отдельного столбца расположены вдоль отличной от других оси, параллельной оси указанной полости. Контроллер может быть дополнительно выполнен с возможностью нагрева генерирующего аэрозоль изделия с использованием выбранной группы или зоны нагревательных элементов, которые могут перемещаться по указанной матрице в соответствии с одной или более конфигурациями распространения, обеспечиваемыми контроллером. Выбранная группа или зона может образовывать одно или более из следующего: линию, кривую линию, пересекающиеся линии, зигзаг, спираль, квадрат, периметр квадрата, прямоугольник, окружность, треугольник, восьмиугольник и звезду вокруг указанной матрицы. В одном аспекте, предпочтительно, одно или оба из формы распространения и выбранной зоны или группы могут использоваться на основе идентифицированного по меньшей мере одного свойства генерирующего аэрозоль изделия, что обеспечивает возможность эффективного и результативного образования аэрозоля из генерирующего аэрозоль изделия.
Указанное множество нагревательных элементов могут быть расположены в виде множества рядов нагревательных элементов. Каждый ряд нагревательных элементов содержит два или более нагревательных элементов, и указанные два или более нагревательных элементов каждого ряда расположены в плоскости, перпендикулярной указанной оси и отличной от плоскостей других рядов. Кроме того, контроллер может дополнительно быть выполнен с возможностью нагрева генерирующего аэрозоль изделия с использованием одновременно двух или более нагревательных элементов лишь одного ряда до тех пор, пока каждый из указанного множества рядов не нагреет генерирующее аэрозоль изделие. Генерирующее аэрозоль изделие может быть нагрето с использованием одновременно по меньшей мере двух или более нагревательных элементов лишь двух рядов до тех пор, пока каждый из множества рядов не нагреет генерирующее аэрозоль изделие. Температура первого ряда из двух указанных рядов может быть выше, чем температура второго ряда из двух указанных рядов, при нагреве генерирующего аэрозоль изделия одновременно с помощью двух рядов. Таким образом обеспечивается возможность эффективного и результативного потребления генерирующего аэрозоль изделия при одновременном потенциальном ограничении количества отходов субстрата.
В одном аспекте, предпочтительно, контроллер может быть выполнен с возможностью начального нагрева генерирующего аэрозоль изделия с использованием первого числа или количества нагревательных элементов из указанного множества нагревательных элементов и последующего нагрева генерирующего аэрозоль изделия с использованием второго числа или количества нагревательных элементов из указанного множества нагревательных элементов, причем второе количество больше, чем первое количество. Иначе говоря, генерирующее аэрозоль устройство может нагревать одну часть генерирующего аэрозоль изделия с использованием ряда нагревательных элементов и затем нагревать другую, отличную, часть генерирующего аэрозоль изделия, с использованием другого, отличного, количества нагревательных элементов, которое больше, чем первоначально использовавшееся. В еще одном аспекте первое количество равно второму количеству. Таким образом, контроллер имеет возможность обеспечения программы или процесса нагрева, которые используют два или более количеств нагревательных элементов для нагрева генерирующего аэрозоль изделия, что обеспечивает возможность эффективного и результативного образования аэрозоля при одновременной потенциальной минимизации отходов.
Таким образом обеспечивается возможность отдельного управления каждым нагревательным элементом в массиве с использованием различных программ или процессов нагрева в одном и том же устройстве. В предпочтительной программе нагрева начальная зона или группы нагрева, состоящая из одного или более нагревательных элементов, меньше, чем зоны нагрева на следующих этапах программы. Эта меньшая начальная зона нагрева обеспечивает возможность более быстрого нагрева, поскольку обеспечивается возможность концентрации электрической мощности в меньшей области. Следовательно, начальный разогрев материала будет более быстрым, что сокращает время ожидания для пользователя.
Зоны или группы нагрева на следующих этапах программы нагрева могут быть смежными или перекрываться друг с другом. За счет теплопроводности через расходный материал, тепло от некоторой нагревательной секции будет частично нагревать смежные секции материала. Нагрев этой частично предварительно нагретой секции до температуры генерирования аэрозоля обеспечивает возможность снижения энергопотребления, повышения энергоэффективности и сокращения времени нагрева данной секции до требуемой температуры.
В зависимости от конфигурации нагревательного массива, зона или группа нагрева может иметь разные (приблизительные) формы. Форма зоны нагрева может представлять собой, без ограничения, точку, линию, кривую линию, две или более пересекающихся линий, спираль, полные или контурные квадрат, прямоугольник, окружность, треугольник, восьмиугольник и звезду. В зависимости от первоначальной формы зоны нагрева и конфигурации нагревательного массива, распространение зоны нагрева может представлять собой, без ограничения, линейное, радиальное, угловое, удлиняющее или сокращающее движение.
В одной или более предпочтительных программах две или более смежных зон или групп нагрева активируются или возбуждаются для доставки тепла к генерирующему аэрозоль изделию в перекрывающиеся периоды времени. Следующие зоны могут активироваться или возбуждаться для доставки тепла к генерирующему аэрозоль изделию до окончания цикла нагрева предыдущей зоны с целью предварительного нагрева следующей части генерирующего аэрозоль изделия и поддержания устойчивого генерирования аэрозоля на протяжении всего сеанса. В дополнение, цикл нагрева для каждой зоны может состоять из множества фаз с разными температурными профилями с целью оптимизации процесса предварительного нагрева, образования аэрозоля и охлаждения.
Пользователь имеет возможность установления баланса между плотностью аэрозоля и длительностью сеанса. Выбор, осуществленный пользователем, передается в область активной зоны или группы нагрева. Увеличенная общая зона или группа нагрева приведет к образованию более плотного аэрозоля, но она также будет быстрее потреблять материал, что приведет с сокращению длительности сеанса.
Одновременно могут быть активны по меньшей мере две зоны или группы нагрева, действующие при разных температурах в разных местах, с целью выделения разных летучих веществ. Это обеспечивает возможность влияния на состав аэрозоля и изменения состава аэрозоля на протяжении всего сеанса потребления пользователем.
Генерирующее аэрозоль изделие может быть идентифицировано, и генерирующее аэрозоль устройство может регулировать то, каким образом используется нагревательный массив для нагрева генерирующего аэрозоль изделия, на основе результата такой идентификации. Например, предпочтительно, контроллер может быть выполнен с возможностью идентификации по меньшей мере одного свойства генерирующего аэрозоль изделия. Указанное по меньшей мере одно свойство генерирующего аэрозоль изделия может включать одно или более из следующего: размер, форму, тип, плотность, содержимое, возраст и бренд генерирующего аэрозоль изделия. На основе одного или более из указанного по меньшей мере одного свойства генерирующего аэрозоль изделия, генерирующее аэрозоль устройство имеет возможность нагрева генерирующего аэрозоль изделия соответствующим образом. Например, генерирующее аэрозоль устройство имеет возможность регулирования или конфигурирования нагревательного массива на основе идентифицированного по меньшей мере одного свойства генерирующего аэрозоль изделия. Например, в одном аспекте контроллер выполнен с возможностью нагрева генерирующего аэрозоль изделия с использованием выбранной группы или зоны нагревательных элементов на основе идентифицированного по меньшей мере одного свойства, например такого, как размер и форма, генерирующего аэрозоль изделия. В еще одном аспекте контроллер выполнен с возможностью нагрева генерирующего аэрозоль изделия с использованием выбранной зоны нагревательных элементов на основе типа генерирующего аэрозоль изделия. В еще одном аспекте каждая группа из указанного множества групп имеет возможность нагрева генерирующего аэрозоль изделия индивидуально или одновременно с другими нагревательными элементами на основе идентифицированного по меньшей мере одного свойства генерирующего аэрозоль изделия. В еще одном аспекте каждый из указанного множества нагревательных элементов имеет возможность нагрева генерирующего аэрозоль изделия индивидуально или одновременно с другими нагревательными элементами с использованием импульсного возбуждения с разделением во времени на основе идентифицированного по меньшей мере одного свойства генерирующего аэрозоль изделия. Таким образом, различные группы или зоны нагревательных элементов могут нагревать генерирующее аэрозоль изделие согласно конкретной конфигурации или процессу на основе идентифицированного по меньшей мере одного свойства генерирующего аэрозоль изделия, что обеспечивает возможность эффективного и результативного образования аэрозоля.
Таким образом, в одном или более иллюстративных вариантах осуществления обеспечивается возможность регулирования зоны или группы нагрева с учетом размера, формы или другого свойства генерирующего аэрозоль изделия или расходной части. Регулирование может выполняться либо путем ввода данных пользователем, либо путем идентификации с помощью датчика. Этот датчик может представлять собой, без ограничения, оптический датчик, инфракрасный датчик, емкостной датчик и датчик для радиочастотной идентификации (RFID). Регулирование зоны нагрева с учетом генерирующего аэрозоль изделия обеспечивает возможность использования генерирующих аэрозоль изделий разных размеров или форм при одновременном поддержании энергоэффективности и оптимального генерирования аэрозоля.
В одном или более иллюстративных вариантах осуществления температуру и программу нагрева регулируют с учетом типа или другого свойства генерирующего аэрозоль изделия. Регулирование может выполняться либо путем ввода данных пользователем, либо путем идентификации по меньшей мере одного свойства генерирующего аэрозоль изделия, например, с помощью датчика. Этот датчик может представлять собой, без ограничения, оптический датчик, инфракрасный датчик, емкостной датчик и RFID-датчик. Регулирование температуры и программы нагрева с учетом расходной части обеспечивает возможность использования генерирующих аэрозоль изделий различных типов при одновременном поддержании оптимального генерирования аэрозоля для генерирующего аэрозоль изделия каждого типа.
В одном или более иллюстративных вариантах осуществления не все нагревательные элементы, находящиеся в контакте с генерирующим аэрозоль изделием, активируются в течение всей программы нагрева. Это означает, что секции генерирующего аэрозоль изделия могут оставаться ненагретыми и, следовательно, не потребляться. В одном или более иллюстративных вариантах осуществления по меньшей мере один нагревательный элемент зоны нагрева активируется более чем один раз в течение всей программы нагрева. Это означает, что уже потребленная секция генерирующего аэрозоль изделия может быть снова нагрета, что может вызвать выделение нежелательных летучих веществ.
Все научные и технические термины, используемые в данном документе, имеют значения, обычно используемые в данной области техники, если не указано иное. Приведенные в данном документе определения предназначены для облегчения понимания некоторых терминов, часто используемых в данном документе. Используемые в данном документе формы единственного числа включают варианты осуществления со ссылками на множественное число, если из содержания явно не следует иное. В контексте данного документа союз «или» в целом используется в своем значении, включающем «и/или», если из содержания явно не следует иное. Используемые в данном документе слова «иметь», «имеющий», «включать», «включающий», «содержать», «содержащий» или тому подобные используются в своем широком смысле и, как правило, означают «включающий без ограничения». Следует понимать, что выражения «состоящий по существу из», «состоящий из» и т.п. относятся к категории «содержащий» и т.п. Слова «предпочтительный» и «предпочтительно» относятся к тем вариантам осуществления настоящего изобретения, которые способны обеспечивать определенные преимущества при определенных условиях. Тем не менее другие варианты осуществления также могут быть предпочтительными при тех же или других условиях. Кроме того, описание одного или более предпочтительных вариантов осуществления не означает, что другие варианты осуществления не являются полезными, и не предназначено для исключения других вариантов осуществления из объема настоящего изобретения, в том числе формулы изобретения.
Далее последует ссылка на чертежи, на которых изображены один или более аспектов, описанных в настоящем изобретении. Тем не менее следует понимать, что и другие аспекты, не показанные на чертежах, попадают в рамки объема и сущности настоящего изобретения. Одинаковые номера, используемые на фигурах, относятся к одинаковым компонентам, этапам и т.п. Тем не менее, следует понимать, что использование номера для обозначения компонента на данной фигуре не предназначено для ограничения компонента на другой фигуре, обозначенного тем же самым номером. В дополнение, использование разных номеров для обозначения компонентов на разных фигурах не предназначено для указания на то, что компоненты, пронумерованные иным образом, не могут быть одинаковыми или схожими с другими пронумерованными компонентами.
На ФИГ. 1 вид в перспективе иллюстративного генерирующего аэрозоль устройства 100.
На ФИГ. 2 показан схематический вид в сечении генерирующего аэрозоль устройства 100 по ФИГ. 1.
На ФИГ. 3 показан схематический вид иллюстративного нагревательного массива 120 и нагревательной схемы 145.
На ФИГ. 4 показан схематический вид еще одного иллюстративного нагревательного массива 120 и нагревательной схемы 145.
На ФИГ. 5 показан схематический вид еще одного иллюстративного нагревательного массива 120 и нагревательной схемы 145.
На ФИГ. 6 показан вид в перспективе иллюстративной трубчатой полости 105, содержащей нагревательный массив 120 и генерирующее аэрозоль изделие 130.
На ФИГ. 7 показан вид в перспективе иллюстративной полости 105 в форме усеченного конуса, содержащей нагревательный массив 120, расположенный на внутренней поверхности, и генерирующее аэрозоль изделие 130.
На ФИГ. 8 показан вид в перспективе иллюстративной полости 105 в форме усеченного конуса, содержащей нагревательный массив 120, расположенный на наружной поверхности, и генерирующее аэрозоль изделие 130.
На ФИГ. 9 показана схематическая диаграмма иллюстративной конфигурации распространения нагрева на нагревательном массиве 120.
На ФИГ. 10 показана схематическая диаграмма еще одной иллюстративной конфигурации распространения нагрева на нагревательном массиве 120.
На ФИГ. 11 показана схематическая диаграмма еще одной иллюстративной конфигурации распространения нагрева на нагревательном массиве 120.
На ФИГ. 12 показана схематическая диаграмма еще одной иллюстративной конфигурации распространения нагрева на нагревательном массиве 120.
На ФИГ. 13 показана схематическая диаграмма еще одной иллюстративной конфигурации распространения нагрева на нагревательном массиве 120.
На ФИГ. 14 показана схематическая схема еще одной иллюстративной конфигурации распространения нагрева на нагревательном массиве 120.
На ФИГ. 15 показана схематическая схема еще одной иллюстративной конфигурации распространения нагрева на нагревательном массиве 120.
На ФИГ. 16 показана схематическая диаграмма иллюстративного способа управления нагревательным массивом.
Как показано на фигурах, иллюстративное генерирующее аэрозоль устройство 100 может содержать кожух 110. В данном иллюстративном варианте осуществления по ФИГ. 1-2 кожух 110 может проходить от дальнего конца 107 до ближнего конца 108. Кожух 110 может содержать полость 105 для размещения генерирующего аэрозоль изделия 130 и иметь соответствующие размер и форму. Например, полость 105 устройства 100 по ФИГ. 1-2 представляет собой прямоугольную или коробчатую полость 105 для размещения, по существу, тонкого прямоугольного генерирующего аэрозоль изделия 130.
Другие полости, которые могут использоваться с иллюстративным генерирующим аэрозоль устройством 100, изображены на ФИГ. 6-8. Как показано на ФИГ. 6, полость 105 представляет собой трубку для размещения цилиндрического генерирующего аэрозоль изделия 130. Как показано на ФИГ. 7-8, полость 105 представляет собой усеченный конус для размещения генерирующего аэрозоль изделия 130 в форме усеченного конуса.
Независимо от формы полости 130 генерирующего аэрозоль устройства 100, эта полость 130 может быть выровнена вдоль оси 101 полости. Кожух 110 может содержать одно или более впускных отверстий 102, которые проходят от области снаружи полости 130 до внутренней области указанной полости для впуска воздуха, и одно или более выпускных отверстий 104, которые проходят от области снаружи полости 130 до внутренней области указанной полости для выпуска воздуха. Таким образом, пользователь имеет возможность вдыхания на ближнем конце 108 генерирующего аэрозоль устройства 100 для втягивания потока воздуха через указанные одно или более впускных отверстий 102, так что воздух проходит через полость 130 в ближнюю сторону по генерирующему аэрозоль изделию 130 или через него и выходит через выпускные отверстия 104 для доставки аэрозоля пользователю. Например, тракт потока воздуха обозначен стрелками 119, показанными на ФИГ. 2. В одном или более иллюстративных вариантах осуществления, таких как показанные на ФИГ. 1-2, тракт потока воздуха может проходить, по существу, вдоль оси 101 указанной полости.
Кожух 110 генерирующего аэрозоль устройства 100 может дополнительно содержать шарнирную дверцу 111, которая имеет возможность фиксации или закрывания генерирующего аэрозоль изделия 130 внутри полости 105. Иначе говоря, генерирующее аэрозоль изделие 130 может быть зажато с образованием сэндвич-структуры внутри кожуха 110 между двумя планарными поверхностями, одна из которых образована шарнирной дверцей 111.
Иллюстративное генерирующее аэрозоль устройство 100 дополнительно содержит один или более нагревательных массивов 120. Как показано на ФИГ. 1, нагревательный массив 120 содержит множество нагревательных элементов 122, расположенных в виде множества рядов и столбцов на планарной поверхности кожуха 110 внутри полости 130 генерирующего аэрозоль устройства 100. Таким образом, шарнирная дверца 111 имеет возможность поворота вниз над верхней поверхностью генерирующего аэрозоль изделия, расположенного в полости 105, для размещения генерирующего аэрозоль изделия вблизи нагревательного массива 120, содержащего множество нагревательных элементов на планарной поверхности кожуха 110.
Иллюстративное генерирующее аэрозоль устройство 100 по ФИГ. 2 содержит два нагревательных массива 120, обращенных друг к другу, так что генерирующее аэрозоль изделие зажато между ними с образованием «сэндвич-структуры». Каждый из нагревательных массивов 120 функционально соединен с нагревательной схемой 145 и контроллером 109, которые функционально соединены с батареей 115. В одном иллюстративном варианте осуществления один из двух нагревательных массивов 120 может представлять собой часть шарнирной дверцы 111 кожуха 110, или он может быть расположен на ней.
Схематические виды различных иллюстративных нагревательных массивов 120, нагревательной схемы 145 и контроллера 109 изображены на ФИГ. 3-5. Конфигурация по ФИГ. 3 включает нагревательную схему 145, которая обеспечивает возможность индивидуального управления каждым из нагревательных элементов 122. Таким образом, контроллер 109 имеет возможность индивидуального управления каждым из нагревательных элементов 122 для доставки тепла к генерирующему аэрозоль изделию. Каждый нагревательный элемент 122 может содержать выделенную цепь или провод, проходящие до контроллера 109 и функционально соединяющие с ним нагревательный элемент 122. В дополнение, два или более нагревательных элементов 122 могут иметь общий провод или цепь заземления, несмотря на индивидуальное управление ими. Более конкретно и иначе говоря, каждый нагревательный элемент 122 в массиве 120 индивидуально соединен посредством провода с контроллером или блоком 109 возбуждения для управления состоянием нагревательного элемента 122, эффективно образуя индивидуальные электрические цепи 145. Либо нагревательные элементы 122 могут иметь индивидуальные провода заземления, либо несколько нагревательных элементов могут иметь общее заземление.
Конфигурация по ФИГ. 4 включает нагревательную схему 145, которая обеспечивает возможность группового управления нагревательными элементами 122. Как показано на фигуре, нагревательные элементы 122 разделены на четыре группы 124 нагревательных элементов 122 (каждая группа 124 обозначена пунктирной линией). Нагревательная схема 145 функционально соединяет каждую из групп 124 с контроллером 109 таким образом, что контроллер имеет возможность одновременного возбуждения всех нагревательных элементов 122 группы 124 или нескольких групп 124. Более конкретно и иначе говоря, нагревательные элементы 122 могут быть разделены по меньшей мере на две группы 124 нагревательных элементов 122. Каждая группа 124 нагревательных элементов 122 соединена посредством провода с контроллером, или блоком возбуждения, 109 для управления группой 124. Внутри этих групп 124 нагревательные элементы 122 могут быть соединены либо параллельно, либо последовательно. Каждая группа 124 может иметь индивидуальный провод заземления, либо несколько групп 124 могут иметь общее заземление.
Конфигурация по ФИГ. 5 включает нагревательную схему 145, которая обеспечивает возможность управления каждым из нагревательных элементов 122 посредством различных схем или процессов с привязкой ко времени. Например, все нагревательные элементы 122 расположены и соединены посредством проводов в матричном формате. Для управления нагревательными элементами 122 в массиве 120, подают напряжение в точки пересечения конкретных вертикальных сигнальных электродов и конкретных горизонтальных сканирующих электродов. Согласно данному способу, несколько нагревательных элементов 122 могут активироваться одновременно посредством импульсного возбуждения с разделением во времени (которое также может именоваться мультиплексным или динамическим способом возбуждения). С целью регулирования температуры индивидуальных нагревательных элементов 122 или их групп, напряжение, подаваемое на схемы 145, может представлять собой регулируемое или постоянное напряжение, которое может подаваться с регулируемым интервалом (этот способ именуется широтно-импульсной модуляцией).
Схематические диаграммы иллюстративных программ распространения нагрева на нагревательном массиве 120 изображены на ФИГ. 9-10. Указанные программы показаны во временной последовательности слева направо в трех рамках. Как показано в первой рамке по ФИГ. 9, зона или группа 121 активированных нагревательных элементов 122 представляет собой линию или ряд из четырех нагревательных элементов 122, перпендикулярный оси 101 указанной полости. Во второй рамке зона активированных нагревательных элементов 122, перпендикулярная оси 101 указанной полости, сместилась вправо на один ряд от зоны активированных нагревательных элементов 122 первой рамки. Иначе говоря, зона активированных нагревательных элементов 122 линейно сместилась вдоль оси 101. Линейное смещение может происходить в направлении ближнего или дальнего конца оси 101, в зависимости от программы. Когда зона активированных нагревательных элементов 122 сместилась вправо в рамке 2, начальная зона активированных нагревательных элементов 122 может быть отключена. Далее, зона активированных нагревательных элементов 122 снова смещается в рамке 3, в то время как предыдущая зона активированных нагревательных элементов 122 рамки 2 деактивируется. Эта программа может продолжать смещение по массиву 120 вдоль оси 101 до тех пор, пока не будут активированы все зоны активируемых нагревательных элементов 122.
Программа, показанная на ФИГ. 10, активирует две группы или зоны одновременно, но с использованием разных температур или энергий. Как показано в первой рамке по ФИГ. 10, первая зона или группа 123 активированных нагревательных элементов 122 представляет собой ряд из четырех нагревательных элементов 122, перпендикулярный оси 101 указанной полости и возбуждаемый с более высокой температурой или энергией, в то время как вторая зона или группа 125 активированных нагревательных элементов 122 представляет собой ряд из четырех нагревательных элементов 122, перпендикулярный оси 101 указанной полости и возбуждаемый с более низкой температурой или энергией (т.е. более низкими, чем для первой зоны 123). Аналогично программе, изображенной на ФИГ. 9, указанные зоны могут смещаться вправо. Во второй рамке зоны 123, 125 активированных нагревательных элементов 122 сместились вправо на один ряд. Предыдущий ряд нагревательных элементов 122, который считался второй зоной 125, теперь является первой зоной 123, и вторая зона 125 покрывает новый ряд нагревательных элементов 122. Иначе говоря, зоны 123, 125 активированных нагревательных элементов 122 линейно сместились вдоль оси 101. Данная программа может продолжать смещение по массиву 120 вдоль оси 101 до тех пор, пока не будут активированы все зоны активируемых нагревательных элементов 122. Иначе говоря, по меньшей мере две зоны нагрева являются активными одновременно, функционируя при различных температурах в разных местах, с целью выделения разных летучих веществ, что обеспечивает возможность содействия влиянию на состав аэрозоля и изменению состава аэрозоля в течение всего времени сеанса потребления.
Программа, изображенная на ФИГ. 11, одновременно активирует две группы или зоны, которые перемещаются или распространяются по массиву 120. Обе из двух указанных групп или зон представляют собой вертикальные линии. Как показано в первой рамке по ФИГ. 11, первая зона или группа 126 активированных нагревательных элементов 122 представляет собой ряд из четырех нагревательных элементов 122, перпендикулярный оси 101 указанной полости. Зона 126 может смещаться вправо, как показано во второй и третьей рамках. В третьей рамке новая зона 127, расположенная на расстоянии одного ряда от зоны 126, заходит на левую сторону массива 120 и затем перемещается вдоль оси 101 указанной полости таким же образом и с такой же привязкой ко времени, что и зона 126. В четвертой рамке зоны 126, 127 сместились вправо на один ряд. В пятой рамке первая зона 126 переместилась за пределы массива, с левой стороны массива появилась новая зона 128, расположенная на расстоянии одного ряда от зоны 127, и такие зоны 127, 128 могут продолжать перемещаться вдоль оси 101 полости, как показано в шестой рамке.
Программа, показанная на ФИГ. 12, схожа с программой, показанной на ФИГ. 11, в том, что зоны, образующие линии нагревательных элементов 122, расположены на расстоянии друг от друга и смещаются по всему массиву 120. В примере по ФИГ. 12 зоны 129, 131, 132 перемещаются от первого угла массива 120 к противоположному углу массива 120. Например, первая зона 129 стартует в верхнем левом углу первой рамки и перемещается в направлении нижнего правого угла в следующих рамках. Когда первая зона 129 достигает двух рядов или линий, расположенных на удалении от верхнего левого угла, как показано в четвертой рамке, вторая зона 131 может стартовать в верхнем левом углу и двигаться в том же направлении и таким же образом, что и первая зона 129. Когда первая зона 129 достигает нижнего правого угла, как показано в седьмой рамке, вторая зона 131 располагается на расстоянии двух рядов или линий от верхнего левого угла, и таким образом третья зона 132 вводится в верхний левый угол и распространяется таким же образом, что и первая и вторая зоны 129, 131.
Программа, изображенная на ФИГ. 13, активирует одну группу или зону 133, которая расширяется или растет от угла массива 122 до тех пор, пока не будет достигнут противоположный угол в седьмой рамке, после чего зона 133 начинает сжиматься обратно к углу, где она стартовала. Программа, изображенная на ФИГ. 14, активирует зигзагообразную зону 134, которая перемещается слева направо по массиву 120 вдоль оси 101 указанной полости. Программа, изображенная на ФИГ. 15, активирует периметрическую зону 135, которая расширяется по периметру массива 120, как показано в первой рамке, затем сжимается к центру, как показано во второй рамке, и расширяется обратно к периметру в третьей рамке.
На ФИГ. 16 изображен иллюстративный способ 200 управления нагревательным массивом генерирующего аэрозоль устройства. Способ 200 может включать идентификацию по меньшей мере одного свойства генерирующего аэрозоль изделия 202. Указанное по меньшей мере одно свойство может включать тип, размер, форму, содержимое, возраст, бренд, плотность и любые другие свойства генерирующих аэрозоль изделий. В одном аспекте генерирующее аэрозоль устройство может быть выполнено с возможностью обнаружения генерирующего аэрозоль изделия, когда это генерирующее аэрозоль изделие функционально соединено с генерирующим аэрозоль устройством. Например, генерирующее аэрозоль устройство может содержать датчик, который идентифицирует генерирующее аэрозоль изделие. Генерирующее аэрозоль устройство может содержать носитель для хранения данных, который содержит или хранит множество свойств генерирующих аэрозоль изделий, и после идентификации генерирующего аэрозоль изделия генерирующее аэрозоль устройство может идентифицировать свойства, которые соответствуют идентифицированному генерирующему аэрозоль изделию.
Способ 200 может дополнительно включать нагрев генерирующего аэрозоль изделия с использованием иллюстративного нагревательного массива на основе идентифицированного по меньшей мере одного свойства 204. Например, различные аспекты нагревательного массива и нагревательных программ могут быть изменены на основе идентифицированного по меньшей мере одного свойства. Например, конфигурация распространения и тепловые параметры могут быть изменены в зависимости от идентифицированного по меньшей мере одного свойства генерирующего аэрозоль изделия.
Итак, выше описаны иллюстративные устройства и способы, использующие нагревательный массив. Различные модификации и вариации настоящего изобретения, не выходящие за рамки объема и сущности настоящего изобретения, должны быть очевидны специалистам в данной области техники. Несмотря на то, что настоящее изобретение было описано применительно к конкретным предпочтительным вариантам осуществления, следует понимать, что заявленное изобретение не должно неправомерно ограничиваться такими конкретными вариантами осуществления. Безусловно, различные модификации описанных вариантов осуществления настоящего изобретения, которые очевидны специалистам в областях электротехники и компьютерной техники, а также в области производства генерирующих аэрозоль изделий или в смежных областях, предназначены для включения в объем нижеследующей формулы изобретения.