CN110494052A - 防过热的气溶胶生成系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于生成可吸入气溶胶的气溶胶生成系统。所述系统包括用于将气溶胶形成物质汽化的电加热器(4)和用于对所述电加热器供电的电池(3)。所述系统进一步包括控制单元(2)，其中所述控制单元被配置成检测所述电加热器是否运作以及所述电池是否正在充电。所述控制单元被进一步配置成当所述电加热器运作时阻止所述电池充电，以及当所述电池正在充电时阻止所述电加热器运作。

Description

防过热的气溶胶生成系统

技术领域

本发明涉及一种用于生成可吸入气溶胶的气溶胶生成系统。所述系统包括用于将气溶胶生成物质汽化的电加热器和用于对电加热器供电的电池。

背景技术

在例如电子香烟的常规气溶胶生成系统中，例如电子烟液的气溶胶生成物质借助于电加热器而汽化。电加热器由电池供电。电池可以例如借助于系统中的USB电缆和对应USB端口来充电。然而，因为电池可能会燃烧或造成内部压力突然增大，所以电池会造成潜在的问题。这种情形可能是由于电池温度高而发生。高电池温度可能会破坏电池的内部单元，从而导致短路。电池温度可能会在电池充电期间增大，这是因为传送到电池中的电力会生成热，但有时还因为比如电子组件的外部元件靠近电池。在高温条件下，电池会在“热失控”条件下生成越来越多的热。由于电池的过充电，即，当向电池提供的充电电流大于电池被设计为具有的充电电流时，也会出现高温。过电压、过充电电流、过放电电流、过放电电压、对完全耗尽的电池再充电或者在过高或过低的环境温度下对电池充电或放电也可能会导致电池出现高温，从而可能会导致电池发生内部损坏。

靠近正在抽吸的用户的面部的内部损坏的电池可能会使用户处于不利情境。因此，本发明的目的是使用气溶胶生成系统防止用户的不利情境。

发明内容

此问题由独立权利要求的主题解决。就此来说，本发明提出了一种用于生成可吸入气溶胶的气溶胶生成系统。所述系统包括用于将气溶胶形成物质汽化的电加热器和用于对电加热器供电的电池。所述系统进一步包括控制单元，其中控制单元被配置成检测电加热器是否运作以及电池是否正在充电。控制单元被进一步配置成当电加热器运作时阻止电池充电，以及当电池正在充电时阻止电加热器运作。

提供仅允许对电池充电或使加热器运作的控制单元会确保用户不能在电池的充电期间抽吸。此外，用户不能在抽吸期间对电池充电。如上文所描述，由于在对电池充电期间温度增大，故在电池的充电期间电池发生内部损坏的可能性最高。此外，使用所述系统，即，抽吸，可能会另外增大电池的温度，这是由于电力从电池朝向加热器传送且还由于加热器温度。在充电期间，本发明防止了在加热器的运作期间发生此额外热生成。因此，降低了电池发生内部损坏的可能性。此外，如果电池发生内部损坏，那么可以防止对用户产生不舒适的情境，这是因为用户未在充电期间抽吸。

根据本发明的方面，当USB电缆连接到系统的USB端口时，控制单元可以检测电池的充电。可以通过任何常规方式来促进检测USB电缆连接到系统的USB端口以对电池充电。

可以由控制单元检测电池的任何合适充电。举例来说，可以采用USB类型连接器以用于对电池充电，所述连接器是例如Micro USB或USB类型C连接器。可以采用与USB连接器介接的定制连接器或电缆。在此状况下，USB电缆可以插到定制连接器或电缆上。定制连接器或电缆的另一侧可以连接气溶胶生成系统。还可以采用定制充电器，其在一个侧直接连接到例如AC适配器或PC的USB端口上且在另一侧直接连接到气溶胶生成系统上，在充电器与系统之间具有或没有电缆。还可以采用定制AC适配器。在此状况下，采用具有或没有定制电缆的定制AC适配器。气溶胶生成系统可以插到AC适配器或插到连接到AC适配器的电缆。可以采用任何专有充电系统。此外，可以采用并由控制单元检测电池的例如感应充电的无线充电。为了检测电池的充电，可以采用常规传感器。

控制单元可以检测到USB电缆连接到系统的USB端口或电池正在通过其它方式充电，并在此情况下阻止加热器运作。只要电池正在充电，控制单元就会阻止加热器加热，即使检测到用户抽吸也如此。就此来说，所述系统可以包括例如测量气流速率的气流传感器的抽吸传感器，或开-关按钮。此外，抽吸传感器可以被配置为压力传感器，其测量系统内部的空气的压力，所述空气由用户在抽吸期间抽吸通过系统的气流路径。通常，在由此传感器检测到用户抽吸后，控制单元就激活加热器。然而，如果控制单元已检测到电池正在充电，那么控制单元阻止加热器的激活。

控制单元可以被配置成检测用于接纳气溶胶形成物质的可更换筒是否被连接。控制单元可以被进一步配置成当控制单元检测到存在此类筒时阻止电池充电。

筒可以适应于存储将被供应到电加热器的气溶胶形成基质。筒可以被配置为用于存储液体气溶胶形成基质的容器或贮存器。筒可能能够由被气密地密封以抵御周围大气的例如自愈性可刺穿隔膜的相应联接件联接。筒可以被配置为例如贮槽或容器的可更换筒。电加热器可以包括于筒中。在此状况下，控制单元和电池围封在装置部分中，且可更换筒可以被配置成可连接到装置部分。电加热器还可以与电池和控制单元一起包围在壳体中，使得可更换筒可连接到壳体且仅包括气溶胶形成基质。

此类筒的联接可以指示用户想要抽吸且因此激活加热器。因此，在检测到筒联接到装置部分或壳体后，控制单元就可以阻止电池充电。

控制单元可以被进一步配置成检测电加热器的启动，且当检测到电加热器的启动时阻止电池的充电。

如上文所描述，可以借助于传感器检测抽吸。传感器因此检测电加热器的启动。传感器可以被提供为开-关按钮、气流传感器或压力传感器。可以通过按压开-关按钮达用户抽吸的持续时间来启动电加热器。此外，传感器可以被提供为测量气流速率的气流传感器，所述气流速率是表征被抽吸通过系统的气流路径达一段时间的空气的量的参数。取决于检测到的气流速率，可以检测到抽吸。就此来说，当气流超过预定阈值时，可以检测到抽吸。倘若传感器被提供为压力传感器，则可以由传感器测量系统外部的环境空气的压力与由用户抽吸通过系统的空气的压力之间的压差或压降。可以在空气流过的系统的进气口处检测空气的压力，所述进气口优选地为半开放入口、系统的口端、气溶胶形成腔室，或系统内的任何其它通路或腔室。当用户在系统上抽吸时，会在系统内部产生负压或真空，其中负压可以由压力传感器检测到。

控制单元可以连接到传感器以接收传感器输入。当由传感器检测到加热器的启动时，控制单元检测电池此时是否正在充电。如果电池正在充电，那么控制单元阻止加热器的运作。然而，如果控制单元检测到电池未在充电，那么控制单元允许加热器激活，且同时阻止系统的充电。举例来说，如果在用户抽吸期间将USB电缆插到系统的USB端口中，那么只要用户抽吸持续，就阻止电池充电。只有在用户抽吸已结束之后，控制单元才允许电池充电。在此状况下，用户的进一步抽吸将不会引起电加热器激活，这是因为现在由控制单元检测到系统的充电，且因此，只要电池正在充电，控制单元就阻止加热器的后续运作。

替代如上文所描述的抽吸传感器或除了如上文所描述的抽吸传感器之外，所述系统还可以包括用于检测电加热器的启动的温度传感器。此外，可以采用电流传感器以用于检测电加热器的启动。这些传感器可以用于检测到用户想要激活加热器。控制单元可能仅在未检测到充电的情况下才允许加热器的激活。如果加热器检测到电池正在充电，那么会阻止电加热器激活。

可以采用充电传感器以用于检测电池的充电。此传感器与控制单元连接，使得控制单元可以阻止电加热器在充电期间激活。通常，通过检测气溶胶生成系统的一个引脚上电压的存在来检测充电。为此目的，可以采用例如微控制器或充电器IC的电组件。来自TexasInstruments的BQ24250 2A单输入I2C/独立开关模式锂离子电池充电器可以用于此目的。

所有上述传感器可以连接到控制单元，使得这些传感器的输出可以由控制单元收集和处理。此外，传感器可以是控制单元的整体部分。

控制单元可以是电路的部分且可以包括微处理器，所述微处理器可以是可编程微处理器。所述电路可以包括另外的电组件。控制单元可以被配置成调节对电加热器的电力供应。电力可以在电加热器激活之后连续地供应到电加热器，或可以仅例如在逐抽吸的基础上间歇地供应。电力可以以电流脉冲的形式供应到电加热器。控制单元可以被配置成监测电加热器的电阻，且优选地取决于电加热器的电阻而控制对电加热器的电力供应。

电池可以具有允许存储足够能量以用于使用户进行一次或多次抽吸的容量。举例来说，电池可以具有足够容量以允许在约6分钟的时段内或在6分钟的倍数的时段内连续地生成气溶胶。在另一实例中，电池可以具有足够容量以允许预定次数的抽吸或不连续的电加热器激活。

电池以及控制单元以及电加热器可以布置在气溶胶生成系统的壳体中。为了允许环境空气进入系统，壳体的壁可以具备至少一个半开放入口，所述壁优选地为与电加热器相对的壁，例如底壁。半开放入口优选地允许空气进入系统，但不允许空气或液体通过半开放入口离开系统。半开放入口可以例如是半透隔膜，其在一个方向上仅可以使空气透过，但在相对方向上不透气且不透液。半开放入口还可以例如是单向阀。优选地，半开放入口仅在特定条件得到满足的情况下才允许空气穿过入口，所述特定条件是例如系统中的凹陷最小或一定体积的空气穿过阀或隔膜。

用于生成气溶胶的气溶胶形成基质是能够释放可以形成气溶胶的挥发性化合物的基质。如上文所描述，气溶胶形成基质可以容纳于筒中，所述筒优选地被提供为可更换筒。气溶胶形成基质还可以在系统的壳体内布置于贮槽中。贮槽可以是可再填充贮槽。可以通过加热气溶胶形成基质释放挥发性化合物。气溶胶形成基质可以包括植物类材料。气溶胶形成基质可以包括烟草。气溶胶形成基质可以包括含有挥发性烟草香味化合物的含烟草材料，在加热后，所述化合物就从气溶胶形成基质释放。气溶胶形成基质可以替代地包括不含烟草的材料。气溶胶形成基质可以包括均质化植物类材料。

气溶胶形成基质可以包括至少一种气溶胶形成剂。气溶胶形成剂是在使用时促进形成浓稠并稳定的气溶胶且在系统的操作温度下基本上对热降解具有抗性的任何合适的已知化合物或化合物的混合物。液体气溶胶形成基质可以包括其它添加剂和成分，例如香料。液体气溶胶形成基质可以包括水、溶剂、乙醇、植物提取物和天然或人工香料。液体气溶胶形成基质可以包括尼古丁。

加热器可以示例性地为受热线圈、受热毛细管、受热网状物或受热金属板。加热器可以示例性地为电阻加热器，其接收电力且将接收到的电力的至少部分变换为热能。加热器可以包括仅单个加热元件或多个加热元件。加热元件或多个加热元件的温度优选地由控制单元控制。

在上述实施例中的任一个实施例中，加热器优选地包括电阻材料。

本发明还提出了一种用于控制气溶胶生成系统的方法。所述方法包括以下步骤：提供气溶胶生成系统，气溶胶生成系统包括用于将气溶胶形成物质汽化的电加热器、用于对电加热器供电的电池，以及控制单元。所述方法进一步包括以下步骤：由控制单元检测电加热器是否运作以及电池是否正在充电。所述方法进一步包括以下步骤：当电加热器运作时由控制单元阻止电池充电，以及当电池正在充电时由控制单元阻止电加热器运作。

术语“正在充电”和“运作”各自定义电池和电加热器的相应状态。从电池充电的启动到电池充电的结束，电池处于充电状态，即，“正在充电”。从电加热器加热的启动到电加热器主动加热的结束，电加热器处于运作状态，即，“运作”。

附图说明

将在下文中参看附图更详细地描述本发明。

图1示出具有充电电缆的气溶胶生成系统的说明性截面视图。

图2示出具有筒的气溶胶生成系统的说明性截面视图。

具体实施方式

在图1中，描绘了气溶胶生成系统。系统的组件布置在系统的壳体1内。这些组件是控制单元2、电池3和电加热器4。气溶胶生成系统可以包括另外的组件，它们未在图1中描绘。

电池3存储电力，其可以供应到电加热器4以加热电加热器。从电池3到电加热器4的电力供应由控制单元2控制。因此，提供控制单元2以激活电加热器4，在此状况下，电加热器4借助于来自电池3的电力而加热。

如果用户在系统的口端5上抽吸，那么例如气流传感器(未示出)的传感器检测用户的抽吸，且借助于控制单元2激活电加热器4。然而，控制单元2仅在电池3未在充电时才允许电加热器4的激活。

图1示出了处于某一状态的系统，在所述状态中，充电电缆6连接到系统以用于对电池3充电。充电电缆6是连接到系统的相应USB端口的USB电缆。

在检测到充电电缆6连接到系统以用于对电池3充电后，控制单元2就阻止电加热器4激活，即使用户在衔嘴5上抽吸也如此。

然而，如果在将充电电缆6连接到系统之前用户设法通过在口端5上抽吸来激活电加热器4，那么在用户抽吸期间在激活电加热器4之后将充电电缆6连接到USB端口的情况下，控制单元2会阻止电池3的后续充电。

图2示出了另一实施例，其中筒7连接到系统以用于通过常规方式将气溶胶形成基质供应到系统以用于生成气溶胶。筒7包括用于存储气溶胶形成基质的贮槽8。筒7可以由联接构件9以可移除方式连接到系统。联接构件9可以包括可刺穿隔膜。在另一实施例中，电加热器4可以是筒7的部分。在此实施例中，壳体1限定包括控制单元2和电池3的装置部分。

控制单元2被配置成检测筒7是否联接到系统。如果筒7联接到系统，那么控制单元2阻止电池3的充电。如果筒7未联接到系统，那么电池3的充电仅由控制单元2启用。应注意，图1和2示出了将在后端处连接到系统的壳体1的筒7和充电电缆6两者。这仅是说明性的。壳体1可以被配置成使得筒7以及充电电缆6可以在除了衔嘴5之外的壳体1的任何位置处附接。

上述特征应被理解为说明性的。技术人员应理解，可以在本发明的范围内组合这些特征。

Claims (11)

1.一种用于生成可吸入气溶胶的气溶胶生成系统，其中所述系统包括：

电加热器，其用于将气溶胶形成物质汽化，

电池，其用于对所述电加热器供电，以及

控制单元，

其中所述控制单元被配置成检测所述电加热器是否运作以及所述电池是否正在充电，且其中所述控制单元被配置成当所述电加热器运作时阻止所述电池充电，且被配置成当所述电池正在充电时阻止所述电加热器运作。

2.根据权利要求1所述的气溶胶生成系统，其中当USB电缆连接到所述系统的USB端口时，所述控制单元检测所述电池的充电。

3.根据前述权利要求中任一项所述的气溶胶生成系统，其中所述控制单元被配置成检测所述电加热器的启动，且其中所述控制单元被配置成当检测到所述电加热器的启动时阻止所述电池的所述充电。

4.根据前述权利要求中任一项所述的气溶胶生成系统，其中所述控制单元被配置成检测所述电加热器的所述启动，且其中当所述电池正在充电时，所述控制单元在所述电加热器的启动的所述检测之后阻止所述加热器的所述运作。

5.根据前述权利要求中任一项所述的气溶胶生成系统，其中所述系统进一步包括用于检测所述电加热器的所述启动的温度传感器和/或用于检测所述电加热器的所述启动的电流传感器和/或用于检测所述电池的所述充电的充电传感器，且其中这些传感器中的任一个传感器连接到所述控制单元。

6.根据前述权利要求中任一项所述的气溶胶生成系统，其中所述系统包括：装置部分，其包括所述电池和所述控制单元；以及可更换筒，其用于接纳气溶胶形成物质，其中所述控制单元被配置成检测所述可更换筒是否连接到所述装置部分，且其中所述控制单元被进一步配置成当所述控制单元检测到所述可更换筒连接到所述装置部分时阻止所述电池充电。

7.一种用于控制气溶胶生成系统的方法，其中所述方法包括以下步骤：

i)提供气溶胶生成系统，所述气溶胶生成系统包括用于将气溶胶形成物质汽化的电加热器、用于对所述电加热器供电的电池，以及控制单元，

ii)由所述控制单元检测所述电加热器是否运作以及所述电池是否正在充电，以及

ⅲ)当所述电加热器运作时由所述控制单元阻止所述电池充电，以及

iv)当所述电池正在充电时由所述控制单元阻止所述电加热器运作。

8.根据权利要求7所述的方法，其包括以下另一步骤：当USB电缆连接到所述系统的USB端口时，由所述控制单元检测所述电池的充电。

9.根据权利要求7或8所述的方法，其中所述气溶胶生成系统包括：装置部分，其包括所述电池和所述控制单元；以及可更换筒，其用于接纳气溶胶形成物质，且其中所述方法包括以下另一步骤：由所述控制单元检测所述可更换筒是否连接到所述装置部分，且当所述控制单元检测到所述可更换筒连接到所述装置部分时由所述控制单元阻止所述电池充电。

10.根据权利要求7至9中任一项所述的方法，其包括以下另一步骤：由所述控制单元检测所述电加热器的启动，且当检测到所述电加热器的启动时由所述控制单元阻止所述电池的所述充电。

11.根据权利要求7至10中任一项所述的方法，其包括以下另一步骤：由所述控制单元检测所述电加热器的所述启动，且当所述电池正在充电时，由所述控制单元在所述电加热器的启动的所述检测之后阻止所述加热器的所述运作。