RS57355B1 - Sistem za proizvodnju aerosola sa električnim zagrevanjem - Google Patents

Description

Predmetni pronalazak se odnosi na sistem za proizvodnju aerosola sa električnim zagrevanjem za proizvodnju aerosola. Pronalazak se takođe odnosi na povezani uređaj i element za proizvodnju aerosola. Posebno, pronalazak se odnosi na sistem za proizvodnju aerosola sa električnim zagrevanjem koji ima najmanje dva prekidača za aktiviranje električnog grejača.

Dobro su poznati uređaji i sistemi za proizvodnju aerosola sa električnim zagrevanjem za snabdevanje korisnika iskustvom pušenja. Uopšteno, poznate su dve vrste sistema, ili se električni grejač aktivira za celo iskustvo pušenja ili se električni grejač aktivira svaki put kada korisnik povuče dim na uređaju. U drugom navedenom tipu poznata su različita sredstva za aktiviranje grejača kada se detektuje povlačenje, uključujući na primer, mikrofone, senzore pritiska, i promene u otpornosti kalema grejača. Ovi tipovi senzora povlačenja su povezani sa mogućnošću da dođe do pogrešne detekcije povlačenja, na primer kada se uređaj pomera ili u vetrovitim uslovima.

Da bi se prevazišao problem pogrešne detekcije povlačenja razvijani su brojni sistemi. EP 1 618803 B1 otkriva električni sistem za proizvodnju aersola koji sadrži „senzor osetljiv na telo” koji kontroliše rad sistema do zamene senzora za protok vazduha. „Senzor osetljiv na telo” može da bude senzor otpornosti ili senzor kapaciteta, i sistem se aktivira, i stvara para, kada se senzor aktivira kako korisnik stavi uređaj u svoja usta. US 2013/0239957 A1 otkriva slični „usni senzor” za otkrivanje kada su usne korisnika u dodiru sa usnikom i pokreće sistem za oslobađanje aerosola. Međutim, u ovom otkriću, „usni senzor” je mehanički prekidač koji se aktivira pritiskom usana korisnika.

Drugi primer električnog sistema za proizvodnju aerosola koji ima prekidač koji se aktivira pritiskom usana, otkriven je u US 2014/0060554 A1.

Mada ovi sistemi iz stanja tehnike smanjuju mogućnost pogrešnih detekcija koje se dešavaju upotrebom detektora povlačenja dima, usni senzori iz EP 1 618 803 B1 i US 2013/0239957 A1 ne smanjuju uvek mogućnost pogrešnog aktiviranja električnog grejača. Na primer, takvi usni senzori mogu i dalje da budu aktivirani kada korisnik vadi uređaj iz torbe, ili kada izvlači uređaj zato što senzori ne mogu da razlikuju prste i usne, oni samo osećaju dodir.

Stoga je cilj ovog pronalaska da obezbedi uređaj za proizvodnju aerosola sa električnim zagrevanjem koji ima poboljšani aktivacioni senzor za sprečavanje pogrešnog aktiviranja uređaja. Dalji cilj pronalaska je da obezbedi tako poboljšani senzor bez negativnog uticanja na iskustvo korisnika.

Prema predmetnom pronalasku obezbeđuje se na električni sistem za proizvodnju aerosola. Sistem sadrži: kućište; supstrat koji daje aerosol; najmanje jedan grejni element za zagrevanje supstrata koji daje aerosol da stvori aerosol; napajanje električnom energijom za dovod struje najmanje jednom grejnom elementu; električno kolo za kontrolisanje dovoda struje iz napajanja do najmanje jednog grejnog elementa; prvi prekidač obezbeđen na spoljnoj površini kućišta; i usnik koji sadrži najmanje jedan drugi prekidač, osetljiv na dodir, usnik koji se može izmeniti iz prve u drugu konfiguraciju, pri čemu u prvoj konfiguraciji najmanje jedan drugi prekidač, osetljiv na dodir, nije izložen i u drugoj konfiguraciji najmanje jedan drugi prekidač, osetljiv na dodir, je izložen. Strujno kolo je uređeno da dovede struju najmanje jednom grejnom elementu kada se aktiviraju i prvi i drugi prekidač, osetljiv na dodir.

Povoljno, obezbeđivanje sistema, koji ima dva prekidača koji moraju da se aktiviraju pre nego što se omogući sistem, smanjuje rizik da se sistem slučajno aktivira. Upotreba izmenjivog usnika da omogući jednom od prekidača da ostane pokriven dok korisnik stavlja usnik u svoja usta još dalje smanjuje rizik da se sistem aktivira slučajno.

Dodatno, postojanje dva prekidača koji aktiviraju najmanje jedan grejni element pri čime se jedan od njih aktivira kada korisnik stavlja sistem u svoja usta, vremenski jaz između zahteva za formiranje aerosola, i formiranja aerosola, može da se smanji u poređenju sa sistemom koji ugrađuju konvencionalniji detektori povlačenja dima koji traže od korisnika da počne da povlači na sistemu preko nego se on aktivira.

Uklanjanjem konvencionalnih detektora povlačenja dima za aktiviranje grejnog elementa, sistem može da bude manje složen, i da smanji potrebu za održavanjem sistema za detektovanje povlačenja dima. Konvencionalni sistem za detektovanje povlačenja dima je nužno unutar puta za protok vazduha koji uključuje aerosol, i kao takav može da bude kontaminiran aerosolom čime se smanjuje njegova efikasnost, i vreme između održavanja ili zamene.

Sistem za proizvodnju aerosola može da sadrži uređaj za proizvodnju aerosola koji ima kućište, najmanje jedan grejni element, napajanje električnom energijom, električno kolo i usnik, i element za proizvodnju aerosola koji sadrži supstrat koji daje aerosol. Alternativno, element za proizvodnju aerosola može da sadrži najmanje jedan grejni element, i supstrat koji daje aerosol. Kada sistem obuhvata uređaj za proizvodnju aerosola, kućište uređaja poželjno sadrži šupljinu uređaja za prihvat elementa za proizvodnju aerosola. U ovoj ili drugoj alternativi, element za proizvodnju aerosola može da sadrži usnik.

Ovde korišćen izraz „usnik” se odnosi na deo sistema za proizvodnju aerosola, elementa za proizvodnju aerosola ili uređaja za proizvodnju aerosola koji se stavlja u usta korisnika, da bi direktno udahnuo aerosol nastao u sistemu za proizvodnju aerosola.

Kućište sistema za proizvodnju aerosola je spoljni predmet, to jest deo koji drži korisnik. U poželjnoj realizaciji, prvi prekidač je prekidač osetljiv na dodir. Alternativno, prvi prekidač može da bude mehanički prekidač, kao što je polarizovani prekidač sa pritisnim dugmetom, klizni prekidač, kip prekidač ili bilo drugi pogodan tip prekidača.

U poželjnoj realizaciji, prvi prekidač, osetljiv na dodir, može da se proteže duž najmanje 30% dužine kućišta. Prvi prekidač, osetljiv na dodir, može da se proteže duž najmanje 50% dužine kućišta, najmanje 75% kućišta ili celom dužinom kućišta. Prvi prekidač, osetljiv na dodir, može da bude obezbeđen suštinski na sredini uzdužne dimenzije kućišta. Obezbeđivanjem prekidača na ovom mestu po dužini kućišta, korisnik može da prirodnije aktivira prekidač bez nepotrebnog napora.

Kao što je ovde korišćen, izraz „dužina” odnosi se na uzdužnu dimenziju kućišta od prvog distalnog kraja do drugog proksimalnog kraja.

Prekidači osetljivi na dodir mogu da budu kapacitivni prekidači ili otporni prekidači. Kapacitivni prekidač sadrži jednu elektrodu, i kapacitivnost ljudskog tela da utvrdi kada se prekidač dodiruje. Otporni prekidač ima dve elektrode i otpor ljudskog tela da utvrdi kada je prst, na primer, u vezi sa obe elektrode da formira potpuni krug.

U jednoj poželjnoj realizaciji, drugi prekidač, osetljiv na dodir, je otporni prekidač koji ima dve elektrode. Elektrode su poželjno postavljene na dijametralno suprotnim stranama usnika i poželjno. Elektrode su poželjno u obliku dugmeta, imaju kupolasti oblik. Elektrode su poželjno udubljene unutar deformabilnog usnika i nisu izložene da budu dodirnute i stoga aktivirane, sve dok korisnik ne stavi usnik u svoja usta i primeni silu da deformiše usnik u drugu konfiguraciju.

U ovoj realizaciji, sila koja je potrebna da deformiše usnik od prve do druge konfiguracije je dovoljna da deformiše debljinu usnika najmanje za oko 10%. Poželjno je da je sila potrebna da deformiše usnik takva da je najmanje jedan senzitivni prekidač izložen.

U naročito poželjnoj realizaciji, usnik je obezbeđen sa elastičnošću ekvivalentnom konvencionalnoj cigareti ili cigari, i kao takav može korisniku da pruži poboljšano iskustvo upotrebe.

Sistem dalje može da sadrži treći prekidač. Treći prekidač je poželjno mehanički prekidač da omogući korisniku da potpuno isključi sistem. Treći prekidač može da bude klizni prekidač, kip prekidač, prekidač na pritisno dugme ili bilo koji drugi pogodan mehanički prekidač.

Strujno kolo može dalje da bude raspoređeno da dovodi struju sa napajanja do najmanje jednog grejnog elementa u režimu predzagrevanja. Režim predzagrevanja može da uključi naponski udar električne energije. Naponski udar električne energije poželjno dalje smanjuje vremenski jaz između zahteva korisnika da se stvori aerosol i stvaranja aerosola. Vremenski jaz se smanjuje omogućavanjem grejaču da mnogo brže zagreva supstrat koji daje aerosol do radne temperature.

Početni naponski udar može da bude između 125% i 200% kontinuirane električne energije koja se obezbeđuje grejnom elementu u normalnom režimu zagrevanja. Nivo električne energije koja se obezbeđuje u režimu predzagrevanja može da bude zavistan od radnih parametara kao što su ambijentalni uslovi uključujući temperaturu i vlažnost, i vrsta aerosolnog supstrata koji se zagreva.

U jednoj realizaciji, strujno kolo može dalje da bude uređeno da inicira režim predzagrevanja kada se aktivira prvi prekidač, i pre aktiviranja drugog prekidača osetljivog na dodir. Strujno kolo tako može dalje da bude uređeno da dovede struju najmanje jednom grejnom elementu u režimu zagrevanja kada se aktivira drugi prekidač osetljiv na dodir nakon što kontroler da struju najmanje jednom grejnom elementu u režimu predzagrevanja.

Jedan ili svaki grejni element može da bude induktivni grejni element. Predmetni pronalazak je naročito koristan kada je grejni element induktivni grejni element. Konvencionalni sistemi za detektovanje povlačenja dima uključuju korišćenje otkrivanja promena u otporu grejnog elementa kada korisnik povuče na uređaju. Međutim, takvo otkrivanje povlačenja nije moguće kada se koristi induktivni grejač.

Strujno kolo može da obuhvati i mikrokontroler. Mikrokontroler može da uključi PID regulator za kontrolisanje struje dovedene grejnom elementu. PID regulator može da osigura da se temperatura supstrata koji daje aerosol čuva na radnoj temperaturi ili ispod nje.

Sistem može da sadrži više od jednog grejnog elementa, na primer dva ili tri ili četiri ili pet ili šest ili više grejnih elemenata. Grejni element ili grejni elementi mogu da budu odgovarajuće tako raspoređeni da najdelotvornije zagrevaju supstrat koji daje aerosol.

Poželjno je da bar jedan električni grejni element sadrži elektrootporni materijal. Odgovarajući elektrootporni materijali obuhvataju, ali nisu ograničeni na: poluprovodnike kao što su dopirane keramike, „elektroprovodljive“ keramike (kao što je, na primer, molibden-disilicid), ugljenik, grafit, metale, legure metala i kompozitne materijale napravljene od keramičkih materijala i metalnih materijala. Takvi kompozitni materijali mogu da sadrže dopirane ili nedopirane keramike. Primeri odgovarajućih dopiranih keramika obuhvataju dopirane silicijumkarbide. Primeri odgovarajućih metala obuhvataju titan, cirkonijum, tantal i metale, koji pripadaju grupi platinskih metala. Primeri odgovarajućih legura metala obuhvataju nerđajući čelik, konstantan, nikl-, kobalt-, hrom-, aluminijum-titan- cirkonijum-, hafnijum-, nobijum-, molibden-, tantal-, volfram-, kalaj-, galijum-, legure koje sadrže mangan i gvožđe, i super legure na bazi nikla, gvožđa, kobalta, nerđajućeg čelika, Timetal®, legure na bazi gvožđe-aluminijuma i legure na bazi gvožđe-mangan-aluminijuma. Timetal® je registrovani žig firme Titanium Metals Corporation, 1999 Broadway Suite 4300, Denver, Kolorado. U kompozitnim materijalima, u zavisnosti od kinetike prenosa energije i potrebnih spoljašnjih fizičko-hemijskih svojstava, elektrootporni materijal može da bude ugrađen u izolacioni materijal, inkapsuliran ili obložen izolacionim materijalom ili obrnuto. Grejni element može da sadrži graviranu metalnu foliju izolovanu između dva sloja inertnog materijala. U tom slučaju inertni materijal može da se sastoji od Kaptona®, potpuno poliimidne ili liskunske folije. Kapton® je registrovani žig firme E.I. du Pont de Nemours and Company, 1007 Market Street, Wilmington, Delaware 19898, Sjedinjene Američke Države.

Alternativno, bar jedan električni grejni element može da sadrži infracrveni grejni element, izvor fotona ili, kao što je gore opisano, induktivni grejni element.

Bar jedan električni grejni element može da bude bilo kog odgovarajućeg oblika. Na primer, bar jedan električni grejni element može da bude u obliku grejne oštrice. Alternativno, bar jedan električni grejni element može da bude u obliku kućišta ili supstrata koji ima različite elektroprovodljive delove ili elektrootporne metalne cevi. Ako je supstrat koji daje aerosol tečnost obezbeđena u posudi, posuda može da ima ugrađen grejni element za jednokratnu upotrebu. Alternativno, takođe mogu da budu pogodne jedna ili više grejnih igala ili štapića koji prolaze kroz središte supstrata koji daje aerosol. Alternativno, bar jedan električni grejni element može da bude grejni element u obliku diska ili kombinacija grejnog elementa u obliku diska sa grejnim iglama ili štapićima. Alternativno, bar jedan električni grejni element može da sadrži fleksibilan list materijala namešten da okružuje ili delimično okružuje supstrat koji daje aerosol. Ostale alternative obuhvataju grejnu žicu ili užarenu nit, na primer Ni-Cr, platinastu, volfram ili legiranu žicu, ili grejnu pločicu. Po izboru, grejni element može da bude postavljen u ili na kruti noseći materijal.

Bar jedan električni grejni element može da sadrži pasivni izmenjivač toplote ili toplotni rezervoar koji sadrži materijal sposoban da apsorbuje i čuva toplotu i potom je tokom vremena oslobađa supstratu koji daje aerosol. Pasivni izmenjivač toplote može da bude napravljen od bilo kog odgovarajućeg materijala, kao što je metalni ili keramički materijal. Poželjno je da materijal ima veliki toplotni kapacitet (razuman materijal za čuvanje toplote), ili je materijal sposoban da apsorbuje i potom putem reverzibilnog procesa otpušta toplotu, kao što je proces promene faze na visokoj temperaturi. Odgovarajući razumni materijali za čuvanje toplote obuhvataju silika gel, glinicu, ugljenik, stakleni mat, stakleno flakno, minerale, metal ili legure kao što je aluminijum, srebro ili olovo i celulozni materijal kao što je papir. Ostali odgovarajući materijali koji oslobađaju toplotu putem reverzibilne promene agregatnog stanja obuhvataju parafin, natrijum acetat, naftalin, vosak, polietilen oksid, metal, metalnu so, smešu eutektičkih soli ili leguru.

Pasivni izmenjivač toplote ili toplotni rezervoar može da bude raspoređen tako da bude u direktnom kontaktu sa supstratom koji daje aerosol i može da direktno prenosi uskladištenu toplotu na supstrat. Alternativno, toplota uskladištena u pasivnom izmenjivaču toplote ili rezervoaru toplote može da bude preneta na supstrat koji daje aerosol pomoću provodnika toplote, kao što je metalna cev.

Najmanje jedan grejni element može da zagreva supstrat koji daje aerosol putem kondukcije. Grejni element može da bude bar delimično u kontaktu sa supstratom ili sa nosačem na koji je supstrat nanet. Alternativno, toplota sa grejnog elementa može da se provodi do supstrata pomoću elementa koji provodi toplotu.

Alternativno, najmanje jedan grejni element može da prenosi toplotu na dolazeći okolni vazduh, koji se, u toku upotrebe, povlači kroz sistem za proizvodnju aerosola sa električnim zagrevanjem, koji zauzvrat konvekcijom zagreva supstrat koji daje aerosol. Okolni vazduh može da bude zagrejan pre prolaska kroz supstrat koji daje aerosol. Alternativno, ako je supstrat koji daje aerosol tečni supstrat, okolni vazduh može prvo da bude povučen kroz supstrat i potom zagrejan.

Supstrat koji daje aerosol može da bude čvrst supstrat koji daje aerosol. Supstrat koji daje aerosol poželjno sadrži duvanski materijal koji sadrži isparljiva jedinjenja sa aromom duvana koja se oslobađaju iz supstrata nakon zagrevanja. Supstrat koji daje aerosol može da sadrži neduvanski materijal. Supstrat koji daje aerosol može da sadrži materijal koji sadrži duvan i materijal koji ne sadrži duvan. Poželjno je da supstrat koji daje aerosol dalje sadrži stvarač aerosola. Primeri odgovarajućih stvarača aerosola su glicerin i propilen-glikol.

Alternativno, supstrat koji daje aerosol može da bude tečni supstrat koji daje aerosol. U jednoj realizaciji sistem za proizvodnju aerosola sa električnim zagrevanjem dalje sadrži deo za skladištenje tečnosti. Poželjno je da se tečni supstrat koji daje aerosol čuva u delu za skladištenje tečnosti. U jednoj realizaciji električno zagrevan uređaj za proizvodnju aerosola dalje sadrži kapilarni fitilj u vezi sa delom za skladištenje tečnosti. Takođe je moguće da kapilarni fitilj za držanje tečnosti bude obezbeđen bez dela za skladištenje tečnosti. U toj realizaciji kapilarni fitilj može da bude prethodno natopljen tećnošću.

Poželjno je da kapilarni fitilj bude organizovan da bude u kontaktu sa tečnošću u delu za čuvanje tečnosti. U tom slučaju, prilikom upotrebe, tečnost se kapilarnom akcijom u kapilarnom fitilju prenosi od dela za skladištenje tečnosti prema bar jednom električnom grejnom elementu. U jednoj realizaciji kapilarni fitilj ima prvi kraj i drugi kraj, prvi kraj se proteže u deo za skladištenje tečnosti radi kontakta sa tečnošću u njemu i bar jedan električni grejni element je organizovan da zagreva tečnost u drugom kraju. Kad je grejni element aktiviran, tečnost na drugom kraju kapilarnog fitilja pomoću grejnog elementa isparava da formira prezasićenu paru. Prezasićena para se meša i nosi u protoku vazduha. Tokom protoka para se kondenzuje da bi se dobio aerosol koji se prenosi ka ustima korisnika. Grejni element u kombinaciji sa kapilarnim fitiljom može da obezbedi brz odziv, zato što takva organizacija može grejnom elementu da obezbedi veliku površinu tečnosti. Kontrola grejnog elementa u skladu sa pronalaskom može zbog toga da zavisi od organizacije strukture kapilarnog fitilja.

Tečni supstrat može da bude apsorbovan u porozni noseći materijal, koji može da bude napravljen od bilo kog odgovarajućeg apsorbujućeg čepa ili tela, na primer, penasti metalni ili plastični materijal, polipropilen, terilen, najlonska vlakna ili keramike. Tečni supstrat može da bude sadržan u poroznom materijalu nosača pre upotrebe električno zagrevanog uređaja za proizvodnju aerosola ili alternativno, tečni materijal supstrata može da bude oslobođen u porozni materijal nosača u toku ili neposredno pre upotrebe. Na primer, tečni supstrat može da bude obezbeđen u kapsuli. Poželjno je da se omotač kapsule topi usled zagrevanja i oslobađa tečni supstrat u porozni materijal nosača. Kapsula može po izboru da sadrži kombinaciju čvrstog i tečnog.

Ako je supstrat koji daje aerosol tečni supstrat, tečnost ima specifična fizička svojstva. Ovo uključuje karakteristike, na primer, tačku ključanja, pritisak pare i površinski napon, koje je čine odgovarajućom za upotrebu u uređaju za proizvodnju aerosola. Kontrola bar jednog električnog grejnog elementa može da zavisi od fizičkih svojstava tečnog supstrata. Poželjno je da tečnost sadrži duvanski materijal koji sadrži isparljiva jedinjenja duvanske arome koja se posle zagrevanja oslobađaju iz tečnosti. Alternativno ili pored toga, tečnost može da sadrži neduvanski materijal. Tečnost može da obuhvati vodu, rastvarače, etanol, biljne ekstrakte i prirodne ili veštačke arome. Poželjno je da tečnost dalje sadrži stvarač aerosola. Primeri odgovarajućih stvarača aerosola su glicerin i propilen-glikol.

Prednost obezbeđivanja dela za skladištenje tečnosti je ta što može da se održava visok stepen higijene. Uporeba kapilarnog fitilja koji se proteže između tečnosti i električnog grejnog elementa, omogućava da struktura uređaja bude relativno jednostavna. Tečnost ima fizička svojstva, uključujući viskoznost i površinski napon, koja joj omogućavaju da kapilarnom akcijom bude transportovana kroz kapilarni fitilj. Poželjno je da deo za skladištenje tečnosti bude posuda. Deo za skladištenje tečnosti ne može da bude punjiv. Tako, kad se tečnost u delu za čuvanje tečnosti istroši, vrši se zamena uređaja za proizvodnju aerosola. Alternativno, deo za čuvanje tečnosti može da bude punjiv. U tom slučaju, uređaj za proizvodnju aerosola može da bude zamenjen posle izvesnog broja ponovnih punjenja dela za skladištenje tečnosti. Poželjno je da deo za skladištenje tečnosti bude organizovan da drži tečnost za unapred utvrđen broj dimova.

Kapilarni fitilj može da ima vlaknastu ili sunđerastu strukturu. Kapilarni fitilj poželjno sadrži snop kapilara. Na primer, kapilarni fitilj može da sadrži mnoštvo vlakana ili niti ili drugih cevčica sa finim šupljinama. Vlakna ili niti generalno mogu da budu poravnata u podužnom pravcu uređaja za proizvodnju aerosola. Alternativno, kapilarni fitilj može da sadrži materijal nalik sunđeru ili peni oblikovan kao štapić. Štapić može da se proteže duž podužnog pravca uređaja za proizvodnju aerosola. Struktura fitilja formira mnoštvo malih bušotina ili cevi, kroz koje tečnost može kapilarnom akcijom da bude transportovana do električnog grejnog elementa. Kapilarni fitilj može da sadrži bilo koji odgovarajući materijal ili kombinaciju materijala. Primeri odgovarajućih materijala su keramički ili materijali na bazi ugljenika u obliku vlakana ili sinterovanih prahova. Kapilarni fitilj može da ima bilo koju odgovarajuću kapilarnost i poroznost, tako da može da se koristi sa različitim fizičkim svojstvima tečnosti kao što je gustina, viskoznost, površinski napon i pritisak pare. Kapilarna svojstva fitilja, zajedno sa svojstvima tečnosti, osiguravaju da fitilj uvek bude vlažan u oblasti zagrevanja.

Supstrat koji daje aerosol može alternativno da bude neka druga vrsta supstrata, na primer gasoviti supstrat, ili bilo koja kombinacija različitih tipova supstrata. Za vreme rada supstrat može potpuno da bude unutar električno zagrevanog uređaja za proizvodnju aerosola. U tom slučaju korisnik može da povuče dim sa usnika električno zagrevanog uređaja za proizvodnju aerosola. Alternativno, za vreme rada supstrat može da bude delimično unutar električno zagrevanog uređaja za proizvodnju aerosola. U tom slučaju supstrat može da bude deo posebnog proizvoda i korisnik može da povuče dim direktno iz tog posebnog proizvoda.

Sistem za proizvodnju aerosola sa električnim zagrevanjem može da sadrži komoru za dobijanje aerosola u kojoj se iz prezasićene pare dobija aerosol koji se potom prenosi u korisnikova usta. Otvor za dovod vazduha, otvor za odvod vazduha i komora su poželjno organizovani tako da definišu put protoka vazduha od otvora za dovod vazduha do otvora za odvod vazduha preko komore za dobijanje aerosola, kao i da prenesu aerosol do otvora za odvod vazduha i u korisnikova usta.

Poželjno je da je kućište sistema za proizvodnju aerosola izduženo. Struktura kućišta, uključujući raspoloživu površinu za formiranje kondenzacije, će uticati na svojstva aerosola i na to da li postoji curenje tečnosti iz uređaja. Kućište može da sadrži školjku i usnik. U tom slučaju sve komponente mogu da budu sadržane ili u školjci ili u usniku. Kućište može da se sastoji od bilo kog odgovarajućeg materijala ili kombinacije materijala. Primeri odgovarajućih materijala obuhvataju metale, legure, plastične ili kompozitne materijale koji sadrže jedan ili više tih materijala ili termoplastike pogodne za prehrambenu ili farmaceutsku upotrebu, na primer polipropilen, polietaretarketon (PEEK) i polietilen. Poželjno je da materijal bude lak i da nije krt. Materijal kućišta može da utiče na količinu kondenzacije koja se formira na kućištu što zauzvrat utiče na curenje tečnosti iz uređaja.

Poželjno je da sistem za proizvodnju aerosola bude prenosiv. Sistem za proizvodnju aerosola može da bude uređaj za pušenje i može da bude veličine konvencionalne cigare ili cigarete. Uređaj za pušenje može da ima ukupnu dužinu između približno 30 mm i približno 150 mm. Uređaj za pušenje može da ima spoljašnji prečnik između približno 5 mm i približno 30 mm.

Bilo koja karakteristika u vezi sa jednim aspektom pronalaska može da bude primenjena na drugim aspektima pronalaska u bilo kojoj odgovarajućoj kombinaciji. Preciznije, aspekti načina mogu da budu primenjeni na aspekte aparature i obrnuto. Pored toga bilo koje, neke i/ili sve osobine jednog aspekta mogu da budu primenjene na bilo koju, neku i/ili na sve osobine bilo kog drugog aspekta u bilo kojoj odgovarajućoj kombinaciji.

Takođe bi trebalo da bude jasno da određene kombinacije raznih opisanih i definisanih osobina u bilo kom aspektu ovog pronalaska mogu da budu nezavisno implementirane i/ili isporučene i/ili upotrebljene.

Predmetni pronalazak će podrobnije biti opisan samo u vidu primera sa pozivanjem na pridružene crteže na kojima:

Crtež 1(a) prikazuje sistem za proizvodnju aerosola sa električnim zagrevanjem u prvoj konfiguraciji u skladu sa jednom realizacijom predmetnog pronalaska; i

Crtež 1(b) prikazuje sistem za proizvodnju aerosola sa električnim zagrevanjem u drugoj konfiguraciji u skladu sa jednom realizacijom predmetnog pronalaska.

Crtež 1 prikazuje sistem 100 za proizvodnju aerosola sa električnim zagrevanjem koji ima spoljno kućište 102. Kućište sadrži posudu 104 za tečni supstrat koji proizvodi aerosol, koja ima kapilarni fitilj 105 i električni grejni element koji je poželjno električni kalem 106 koji se nalazi odmah pored kraja fitilja 105, napajanje 108 koje je poželjno punjiva baterija, i kontrolno kolo 110. Sistem 100 dalje sadrži usnik 112. Prvi prekidač 114 osetljiv na dodir obezbeđen je na spoljnoj površini kućišta 102, i drugi prekidač 116 osetljiv na dodir obezbeđen je na deformabilnom usniku 112. Kućište takođe obuhvata ulaz za vazduh i izlaz za vazduh na kraju usnika sistema.

U realizaciji koja je alternativna onoj prikazanoj na Crtežima 1, kapilarni fitilj 105 može da bude fitilj U oblika. U ovoj alternativi, oba slobodna kraja fitilja se protežu u posudu 104, i grejni element je obezbeđen suštinski na sredini fitilja.

Strujno kolo 110 je uređeno da kontroliše dovod struje od napajanja 108 do električnog grejnog elementa 106. Strujno kolo je uređeno da obezbedi struju grejnom elementu kada se aktiviraju i prvi prekidač 114 osetljiv na dodir i drugi prekidač 116 osetljiv na dodir.

Prvi prekidač 114 osetljiv na dodir je prekidač kapacitivnog tipa a drugi prekidač 116 osetljiv na dodir je prekidač otpornog tipa. Prvi prekidač može da ima samo jednu elektrodu konfigurisanu da otkrije kapacitet tela korisnika. Drugi prekidač sadrži dve elektrode, i puni krug se formira kada provodni element, kao što su usne korisnika, dođe u kontakt sa obe elektrode kao što je gore opisano.

Način rada prilikom upotrebe je sledeći. Korisnik podiže sistem i jednostavno držanjem sistema u predelu prvog, na dodir osetljivog, prekidača, prekidač se aktivira. U ovoj fazi, strujno kolo 110 još ne obezbeđuje struju grejnom elementu 106. Kada korisnik stavi sistem u svoja usta i oblikuje spoj svojim ustima okolo usnika, usnik se deformiše od prve konfiguracije prikazane na Crtežu 1(a), do druge konfiguracije prikazane na Crtežu 1(b). Kao što se može videti, u drugoj konfiguraciji je izložen drugi, prekidač 116, osetljiv na dodir, i usne korisnika dodiruju elektrode prekidača zatvarajući kolo. U ovoj fazi, strujno kolo 110 počinje da daje struju sa napajanja 108 grejnom elementu 110.

Posle zagrevanja grejnog elementa, tečnost se kapilarnom akcijom prenosi iz posude 104 sa jednog kraja fitilja 105 koji se proteže u posudu na drugi kraj fitilja koji je okružen grejnim kalemom 106. Kad korisnik povlači na usniku okolni vazduh se uvlači kroz ulaz za vazduh. Tečnost na kraju fitilja okružena grejnim elementom isparava pomoću grejnog kalema 106 da bi se dobila prezasićena para. U isto vreme, tečnost pretvorena u paru se zamanjuje drugom tečnošću koja se kapilarnom akcijom kreće duž fitilja 105. Ovaj proces se ponekad naziva pumpanje. Dobijena prezasićena para se meša i prenosi u vazdušnom toku sa ulaza za vazduh. Para se kondenzuje da bi stvorila aerosol koji se može udisati i koji se se prenosi ka izlazu za vazduh i u usta korisnika.

Kao što je gore opisano, usnik 112 je deformabilan i konfigurisan da pruži korisniku sličan osećaj u ustima kao i konvencionalna cigareta ili cigara.

Zahtev da se dva prekidača aktiviraju pre aktiviranja sistema smanjuje rizik da se sistem aktivira slučajno. Dalje, postavljanje prekidača unutar usnika, koji se aktivira usnama korisnika, omogućava da se sistem aktivira pre nego se aktivira sistem koji ima konvencionalniji sistem detektovanja povlačenja koji se oslanja na protok vazduha kroz sistem. Na taj način, vremenski jaz između zahteva korisnika za stvaranjem aerosola i samog stvaranja aerosola može da bude skraćen.

Crtež 1 prikazuje jedan primer električno zagrevanog sistema za proizvodnju aerosola koji može da bude upotrebljen sa predmetnim pronalaskom. Međutim, mnogi drugi primeri mogu da se koriste sa pronalaskom. Na primer, umesto prvog prekidača, osetljivog na dodir, može da bude ručni mehanički prekidač. Kućište može takođe da sadrži razdvojene školjku i usnik. U ovom primeru, školjka može da sadrži napajanje električnom energijom, kontrolno kolo, i prvi prekidač, i usnik može da sadrži posudu za supstrat koji daje aerosol, grejni element i usnik koji ima drugi prekidač.

Celokupan oblik i veličina kućišta mogu takođe da budu izmenjeni u odnosu na onaj prikazan na Crtežu 1. Dalje, sistem može da bude uređen tako da vazduh može da uđe u sistem 100 za proizvodnju aerosola u pravcu suštinski vertikalnom u odnosu na uzdužnu osu sistema 100 za proizvodnju aerosola.

U jednom primeru, strujno kolo 110 je uređeno da pruži inicijalni naponski udar, u režimu predzagrevanja, sa napajanja 108 do grejnog elementa 106 da mnogo brže podigne temperaturu grejnog elementa na radnu temperaturu. Incijalni naponski udar može da bude između 125% i 200% kontinualne električne energije obezbeđene grejnom elementu u normalnom režimu zagrevanja. Nivo struje obezbeđen u režimu predzagrevanja može da bude zavistan od radnih parametara kao što su ambijentalni uslovi koji uključuju temperaturu, i vlažnost, i tip supstrata koji daje aerosol koji se zagreva.

U ovom primeru, režim predzagrevanja može da se aktivira samim prvim prekidačem 114 osetljivim na dodir. Stoga, kada korisnik podiže sistem, prvi prekidač se aktivira i struja se daje grejnom elementu tako da je grejni element već na radnoj temperaturi čim korisnik smesti usnik u svoja usta i počne povlačenje na sistemu.

Claims (15)

PATENTNI ZAHTEVI

1. Električni sistem (100) za proizvodnju aerosola, sistem koji sadrži:

kućište (102);

supstrat koji daje aerosol;

najmanje jedan grejni element za zagrevanje supstrata koji daje aerosol da stvori aerosol;

napajanje (108) za snabdevanje električnom energijom bar jednog grejnog elementa;

električno kolo (110) za kontrolisanje napajanja električnom energijom sa napajanja (108) do bar jednog grejnog elementa;

prvi prekidač obezbeđen na spoljnoj površini kućišta (102); i

usnik (112) koji sadrži najmanje jedan drugi prekidač (116) osetljiv na dodir, usnik (112) koji je deformabilan od prve konfiguracije do druge konfiguracije, naznačen time što u prvoj konfiguraciji najmanje jedan prekidač (116) osetljiv na dodir nije izložen i u drugoj konfiguraciji najmanje jedan drugi prekidač (116) osetljiv na dodir je izložen, i što strujno kolo (110) je uređeno da obezbedi električnu energiju najmanje jednom grejnom elementu kada se aktiviraju i prvi prekidač i drugi prekidač (116), osetljiv na dodir.

2. Sistem (100) u skladu sa zahtevom 1, naznačen time što je prvi prekidač, prekidač (114) osetljiv na dodir.

3. Sistem (100) u skladu sa zahtevom 2, naznačen time što prvi prekidač (114) osetljiv na dodir, se proteže uzduž najmanje 30% dužine kućišta (102).

4. Sistem (100) u skladu sa zahtevom 2 ili 3, naznačen time što je prvi prekidač (114) osetljiv na dodir, obezbeđen suštinski na sredini po uzdužnoj dimenziji kućišta (102).

5. Sistem (100) u skladu sa bilo kojim od zahteva 2, 3 ili 4, naznačen time što je prvi prekidač (114) osetljiv na dodir, otporni prekidač ili kapacitivni prekidač.

6. Sistem (100) u skladu sa bilo kojim prethodnim zahtevom, naznačen time što je sila koja je potrebna da deformiše usnik (112) od prve konfiguracije do druge konfiguracije dovoljna da deformiše debljinu usnika (112) najmanje oko 10%.

7. Sistem (100) u skladu sa bilo kojim prethodnim zahtevom, naznačen time što je drugi prekidač (116), osetljiv na dodir, otporni prekidač ili kapacitivni prekidač.

8. Sistem (100) u skladu sa bilo kojim prethodnim zahtevom, naznačen time što je električno kolo (116) dalje uređeno tako da kontroliše dovod struje od napajanja (108) električnom energijom do bar jednog grejnog elementa u režimu predzagravanja.

9. Sistem (100) su skladu sa zahtevom 8, naznačen time što režim predzagrevanja uključuje naponski udar.

10. Sistem (100) u skladu sa zahtevom 8 ili 9, naznačen time što je električno kolo (116) dalje uređeno tako da pokrene režim predzagrevanja kada se aktivira prvi prekidač, i pre nego se aktivira drugi prekidač (116) osetljiv na dodir.

11. Sistem (100) u skladu sa zahtevom 9, naznačen time što je električno kolo dalje uređeno tako da obezbedi električnu energiju bar jednom grejnom elementu u režimu predzagravanja kada se drugi prekidač (116) osetljiv na dodir aktivira pošto kontroler obezbedi električnu energiju bar jednom grejnom elementu u režimu predzagrevanja.

12. Sistem (100) u skladu sa bilo koji prethodnim zahtevom, naznačen time što svaki ili svaki najmanje jedan grejač je induktivni grejni element.

13. Sistem (100) u skladu sa bilo kojim prethodnim zahtevom koji sadrži uređaj za proizvodnju aerosola i element za proizvodnju aerosola,

uređaj ima:

kućište;

napajanje (108) električnom energijom; i

električno kolo,

element ima:

supstrat koji daje aerosol.

14. Sistem (100) u skladu sa zahtevom 13, uređaj dalje sadrži usnik (112).

15. Sistem (100) u skladu sa zahtevom 13, element dalje sadrži usnik (112).