TW202038758A - 電子煙、用於電子煙之消耗品、吸煙系統及方法 - Google Patents

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Abstract

本發明提供了一種電子煙、一種用於電子煙之消耗品、以及一種吸煙系統。該電子煙包括：主體，該主體具有被配置用於接納可移除消耗品之接納空腔；以及電路系統，其中，該電路系統包括加熱電路、控制器、以及開路控制電路，該開路控制電路包括多個可閉合分支，每個分支具有一對電觸點。該控制器被配置用於感測哪對電觸點與該消耗品上的傳導表面相連，並且基於哪對電觸點被連接來設定加熱器將該消耗品的一部分加熱到的操作溫度。

Description

電子煙、用於電子煙之消耗品、吸煙系統及方法
本發明關於一種電子煙、一種用於電子煙之消耗品、一種電子吸煙系統、以及一種用於操作電子吸煙系統之方法。
術語「電子煙（electronic cigarette或e-cigarette）」通常應用於模擬吸傳統香煙中的煙草的感覺或體驗之手持電子裝置。常見的香煙藉由將氣溶膠產生液體加熱以產生氣溶膠來工作，氣溶膠形成蒸氣，蒸氣然後被使用者吸入。
因此，使用電子煙有時也被稱為「吸用」。電子煙中的氣溶膠產生液體通常包含尼古丁、丙二醇、丙三醇以及香料。除了液體之外，電子煙中還使用了其他類型的消耗品，比如經過加熱但不灼燒過程的煙草。
電子煙的一個重要的特徵係將消耗品加熱至產生氣溶膠之溫度。此溫度也被稱為「吸用溫度」。出於多種原因，吸用溫度對使用者的吸用體驗可能具有顯著影響。過度加熱可能改變、尤其負面地改變蒸氣的味道，使吸入蒸氣的溫度升高至不舒適的水平，導致消耗品（尤其是氣溶膠產生液體）更快消耗、並且可能導致電子煙的部件的更快受損。
隨著電子煙的日益普及，消耗品的可用類型的數量也在不斷增加。對使用者而言，實現準確的溫度控制可能是困難的。現有的一些電子煙提供手動溫度控制；但是，這要求使用者知道消耗品應加熱到哪個溫度。考慮到構成電子煙消耗品的化合物和香料的種類繁多，特定值可能很難確定，並且可能需要使用者進行耗時的反複試錯過程。
美國專利公開第2016021930A1號描述了一種可向其中插入煙彈之電子煙。機電介面連接可以將電阻測量值從煙彈傳送至電子煙。從煙彈傳送的電阻測量值可以用於調節電子煙的激活參數、比如峰值激活溫度。
美國專利公開第20150128971A1號描述了一種電子煙，該電子煙包括外殼以及可接納在該外殼的一部分內的腔室內之霧化器。可以提供連接器來與插入電子煙中的霧化器的電路系統進行電接觸。連接器可以包括控制引腳，該控制引腳用於在連接至各種類型的霧化器時檢測引腳兩端之電壓降變化。取決於不同的電壓降，可以確定霧化器之類型。
美國專利公告第9408416B2號描述了一種用於產生可吸入氣溶膠的包括溫度調節器的裝置。提供了電阻加熱元件和熱敏電阻來監測並且精確地控制汽化溫度。
上文引用的先前技術文獻不允許具體根據插入電子煙中的消耗品的類型來調節電子煙的加熱溫度、或係以相對易於出錯的方式做到這點。已知的是，電壓測量值和電阻測量值取決於溫度，並且因此，對插入電子煙中並且必然要被加熱或位於加熱元件附近的消耗品的電壓降或電阻值之測量可能不如期望的那樣可靠。消耗品在被插入電子煙中之前的溫度可能在測量中引入不期望的誤差，並且這可能得到不正確的吸用溫度。
鑒於上文，本發明的目的是提供一種電子煙、一種對應的消耗品、一種吸煙系統、以及一種允許根據消耗品本身以可靠且防錯的方式來精確地確定該消耗品的至少一個操作參數、尤其地最佳吸用溫度之方法。
還有利地提供了一種驗證方法，在該方法中，電子煙或電子吸煙系統僅在對電子煙使用特定類型的消耗品時工作。
本發明藉由基於電子煙的電觸點的機械佈置和佈置在某種類型的消耗品、例如煙彈處的指示或編碼了消耗品的操作溫度、例如最佳加熱溫度的對應導電圖案來實現對消耗品的檢測，而至少解決了上述問題。
本發明提供了一種具有如申請專利範圍第1項所述之特徵的電子煙、一種如申請專利範圍第12項所述之特徵的電子吸煙系統、以及一種具有如申請專利範圍第17項所述之特征的用於操作電子吸煙系統的方法。
因此，根據第一方面，本發明提供了一種電子煙，該電子煙包括：主體，該主體具有被配置用於接納可移除消耗品的接納空腔，該可移除消耗品包括待汽化物質，以及電路系統，其中，該電路系統包括加熱電路，該加熱電路可連接至加熱器，該加熱器被配置用於對該消耗品供應能量以汽化該物質，並且其中，該電路系統包括開路控制電路，該開路控制電路包括至少兩個電觸點並且與之連接，該等電觸點成對地佈置並且被配置用於在與該可移除消耗品上的傳導表面相接觸時建立閉合電路，該傳導表面與該加熱器分離。
該加熱器可以包括多個獨立的加熱元件。
在下文中，描述了實施方式的有利特徵。應理解的是，如果沒有另外明確陳述，則該等特徵中的任何一個或全部特徵可以涉及同一實施方式。換言之，下文中所描述的特徵可以自由地組合或用作彼此的變體。
在一些有利的實施方式、改進方案或變體中，該至少兩個電觸點位於該接納空腔內側。以此方式，該等電觸點受到保護而免於外部影響，並且該傳導表面可以按以下方式設置在該可移除消耗品上：使得在消耗品完全插入接納空腔中時該傳導表面被主體完全覆蓋。
在一些有利的實施方式、改進方案或變體中，該加熱電路和該控制電路串聯地連接。在其他有利的實施方式或變體中，該加熱電路和該控制電路並聯地連接。
在一些有利的實施方式、改進方案或變體中，該開路控制電路包括多個可閉合分支。更較佳的是，該開路控制電路的每個分支設有一對電觸點。換言之，該等可閉合分支中的不同分支取決於導電元件電連接了哪對電觸點而被閉合。
應理解的是，可閉合分支尤其被佈置成使得導電元件（比如，導電表面）可以較佳的是在這對電觸點處閉合該分支，從而完成電路（並且因此產生閉合的電路）。
在一些有利的實施方式、改進方案或變體中，每一對中的第一電觸點和第二電觸點被設置在該接納空腔中的相同縱向位置處，並且，該多個對被設置在該接納空腔的縱向方向上的不同位置處。以此方式，具有垂直於該接納空腔的縱向方向的延伸部的導電元件可以被配置用於連接該等電觸點對中的一對並且僅單一一對電觸點。
在一些有利的實施方式、改進方案或變體中，該控制電路的分支被實現為加熱電路，其中，該加熱電路基於相應加熱電路的電阻來對加熱元件遞送電能（或：電流）。換言之，每個加熱電路在特定時刻的某個電阻可以決定對相應加熱電流提供多少電流。因此，可以使用改變電阻的效應、例如溫度變化來間接地控制對加熱電路提供多少電流。
在一些有利的實施方式、改進方案或變體中，該控制電路包括在其每個分支內設定的至少一個正溫度係數（PTC）熱敏電阻。較佳的是，每個PTC熱敏電阻具有不同居禮溫度。由於熱敏電阻的電阻在居禮溫度處急劇上升，因此這可以用於實現：在每個加熱電路自身已經達到其對應的居禮溫度之後，該加熱電路基本上或完全停止對加熱器（或加熱器的特定加熱元件）提供電能。這實現了將加熱電路的溫度簡單但有效地調節至其居禮溫度。
因此，更較佳的是，每個PTC熱敏電阻被佈置為在該消耗品被該加熱器加熱時經受加熱，使得相應的加熱電路的電阻取決於該消耗品被加熱到的溫度。
在一些有利的實施方式、改進方案或變體中，該加熱器位於該消耗品內。
在一些有利的實施方式、改進方案或變體中，該加熱器位於該電子煙的主體內、較佳的是在該接納空腔內。以此方式，該消耗品可以更便宜地生產。
在一些有利的實施方式、改進方案或變體中，該電路系統進一步包括控制器，其中，該控制器被配置用於感測哪對電觸點與該消耗品上的傳導表面相連。該控制器較佳的是進一步被配置用於基於哪對電觸點被連接來設定該加熱器將該消耗品的一部分加熱到的操作溫度。換言之，在上述實施方式中的一些實施方式中使用當加熱器激活時暴露給熱量的加熱電路的居禮溫度而實現的調節可以在該等實施方式、改進方案或變體中以數位方式實現。
代替如之前所描述的簡單激活加熱器直至居禮溫度引起的電阻上升暫時阻擋電能（直至加熱電路已經略微冷卻），在該等變體中，較佳的是存在溫度感測器，該溫度感測器被設置用於提供反饋以進行數位調節。
在一些有利的實施方式、改進方案或變體中，該控制器被配置用於設定不同的加熱曲線，該加熱器根據該加熱曲線來加熱該消耗品的這部分。每個加熱曲線可以包括期望操作溫度之時間序列。
根據第二方面，本發明提供了一種用於電子煙（較佳的是，用於根據第一方面的實施方式的電子煙）之消耗品，該消耗品包括可汽化物質和殼體，其中，該殼體設有導電圖案，該導電圖案被配置用於在與電子煙中的一對至少兩個電觸點（電連接至開路控制電路）相接觸時閉合該電子煙中的（或該電子煙的）開路控制電路。
這有利地允許在電子煙根據第一方面的實施方式進行配置時，將與消耗品類型有關之資訊（如，消耗品的內容物之特性，比如內容物之類型、內容物之量和/或類似物）、和/或用於以針對該特定消耗品推薦的方式來控制電子煙（例如，包括針對該特定消耗品之最佳操作溫度）之指令以在消耗品的殼體處、之中或其上佈置導電圖案的方式和幾何形狀進行編碼。
在一些有利的實施方式、改進方案或變體中，該導電圖案係連續圖案，該連續圖案使得該消耗品能夠與該消耗品相對於該接納空腔之角位置無關地閉合該開路控制電路。特別地，該導電圖案可以以直線的形狀形成、佈置在該消耗品的殼體之平坦或彎曲表面上。
在一些有利的實施方式、改進方案或變體中，該導電圖案以環形狀形成（例如，作為導電環圖案）、圍繞該消耗品之圓周定位。以此方式，無論消耗品沿著其縱向軸線旋轉多遠，導電環圖案的一些部分始終連接該電子煙的垂直於所述縱向軸線佈置的兩個電觸點。這使得包括該電子煙和消耗品的吸煙系統非常容易使用，因為在將消耗品插入電子煙的接納空腔中時，使用者不必花費很長的時間來尋找所需要的確切佈置。替代的是，將消耗品的縱向軸線（導電環圖案與之垂直地佈置）與電子煙的接納空腔的縱向軸線對準就足夠了，因為不需要軸向轉動或微調。
在一些有利的實施方式、改進方案或變體中，該導電圖案至少部分地印製到該消耗品的外層上。以此方式，可以相對便宜地生產消耗品，並且可以對導電圖案實現多種多樣的形狀。較佳的是，導電圖案係使用選自包括石墨烯和金屬奈米顆粒墨的組中的成分來印製的。發明人已經發現，該等成分提供了具有優異傳導特性之導電圖案（例如，呈環形），同時在外部影響下仍具有彈性。
根據第三方面，本發明提供了一種電子吸煙系統，該電子吸煙系統包括根據第一方面的實施方式的電子煙以及根據第二方面的實施方式之消耗品。
根據第四方面，本發明提供了一種用於操作電子吸煙系統（具體地，根據第三方面的實施方式的電子吸煙系統）之方法，該吸煙系統包括電子煙（較佳的是，根據第一方面的實施方式）和消耗品（較佳的是，根據第二方面的實施方式），該消耗品包括至少部分地設置在該消耗品的外側上的導電圖案，該方法包括以下步驟：將該消耗品插入該電子煙之接納空腔中，藉由該導電圖案來接觸該電子煙的接納空腔之至少一對電觸點，由此閉合該電子煙的控制電路的不同分支中之至少一個分支；並且藉由該電子煙的加熱器根據加熱曲線來加熱該消耗品之至少一部分，該加熱曲線係基於該電子煙的控制電路的哪個分支已經被閉合來選擇的。
根據第四方面的方法也是一種用於驗證消耗品之方法，因為電子煙（並且相應地，電子吸煙系統）僅在特定類型之消耗品（即，被配置成使得其導電圖案閉合該電子煙的控制電路的不同分支中的至少一個分支之消耗品）被插入該接納空腔中時工作。
參見附圖中的圖1和圖2，描述了根據本發明之第一方面之實施方式的電子煙100、根據本發明之第二方面的實施方式之消耗品150、以及根據本發明之第三方面的實施方式之吸煙系統1000。
系統1000包括電子煙100和消耗品150兩者。圖1示出了消耗品150當前正被插入電子煙100中之狀態，而圖2示出了消耗品150已經完全且正確地接納在電子煙100中之狀態。
電子煙100包括主體110，該主體可以形成為如圖1所示之長形形狀。主體110包括吸嘴111，電子煙100形成的氣溶膠可以穿過該吸嘴被吸入。
主體110進一步包括通向接納空腔112中的開口113。可以將消耗品150、例如煙彈150或另一種類型的容納了氣溶膠產生液體或另一種活化成分的容器穿過開口113尤其以可釋放地鎖定的方式插入接納空腔112中。
電子煙100進一步包括電路系統114。電路系統114包括控制電路130，該控制電路被配置用於控制至少一個操作參數、較佳的是加熱曲線，在吸煙期間（即，在電子煙100的使用期間），消耗品150或消耗品150之至少一部分根據該加熱曲線被加熱。
控制電路130包括至少一對、較佳的是多對電觸點131-i、132-i、133-i、134-i，該等電觸點被配置用於與消耗品150的傳導表面部分、尤其導電圖案152建立電接觸。電觸點131-i、132-i、133-i、134-i較佳的是佈置在接納空腔112內側，使得當消耗品150插入（並且較佳的是可釋放地鎖定在）接納空腔112內時，電觸點131-i、132-i、133-i、134-i與導電圖案152相接合，即創建至少一個電連接。
在圖1之實施方式中，電路系統114包括四對電觸點：具有第一電觸點131-1和第二電觸點131-2的第一對、具有第一電觸點132-1和第二電觸點132-2的第二對、具有第一電觸點133-1和第二電觸點133-2的第三對、以及具有第一電觸點134-1和第二電觸點134-2的第四對。較佳的是，每個觸點係一對觸點之僅一部分。然而，在其他替代方案中，一個或多個觸點可以被兩對或更多對所共有。
如圖1所示，該等成對的電觸點131-i、132-i、133-i、134-i被佈置成使得不同對的電觸點131-i、132-i、133-i、134-i與不同形狀和/或不同位置的導電圖案152接合。具體地，在圖1所示的實施方式中，每一對電觸點131-i、132-i、133-i、134-i中的電觸點被佈置在距開口113相同的縱向距離處，而該等對被佈置在距開口113不同之縱向距離處。
換言之，每對中的每個第一電觸點131-1、132-1、133-1、134-1被佈置成距開口的縱向距離與對應的第二電觸點131-2、132-2、133-2、134-2距開口的縱向距離相同，而每個第一電觸點131-1、132-1、133-1、134-1被佈置成距開口113之縱向距離與每個其他第一電觸點131-1、132-1、133-1、134-1距該開口的縱向距離不同，並且每個第二電觸點131-2、132-2、133-2、134-2被佈置成距開口113之縱向距離與每個其他第二電觸點131-2、132-2、133-2、134-2距該開口的縱向距離不同。
將在下文中變得清楚的是，電觸點131-i、132-i、133-i、134-i之其他佈置係可能的並且可以是有利的。例如，所有成對的電觸點可以具有同一第一電觸點131-1，而第二電觸點131-2、132-2、133-2、134-2佈置在距開口113不同的縱向距離處，如上文所描述的。
再次參見圖1，消耗品150的導電圖案152被形成為環繞消耗品150的圓周的導電條、較佳的是導電橢圓、尤其是圓，更較佳的是被形成為環繞消耗品150的圓周之導電圓。
導電圖案152較佳的是僅形成在消耗品150的外表面上，在消耗品150的生產期間，導電圖案容易被施加在外表面上。更較佳的是，導電圖案152印製到消耗品150的外表面上、或印製到在消耗品150的生產期間即將被成形以形成消耗品150之外表面之材料上（例如，在紙片或紙張上）。
有利的是，可以使用導電墨（較佳的是，基於石墨烯的墨或奈米顆粒墨、更較佳的是銀奈米顆粒墨）來印製導電圖案152。
導電圖案152可以具有僅一個連續傳導表面部分、或者可以包括多於一個分開的傳導部分，例如用於連接多於一對電觸點。消耗品150的表面上的多於一個分開的傳導部分可以在消耗品150內電連接或不電連接，其中，在這樣的分開的但電連接的傳導部分之間可以連接額外的電子部件，比如感測器、電阻器、加熱器、電源和類似物。
尤其在電觸點131-i、132-i、133-i、134-i如參見圖1所描述的那樣佈置時，較佳的是，消耗品150（至少在消耗品150的包括導電圖案152的一部分中）圍繞旋轉對稱軸線A旋轉對稱地形成，該旋轉對稱軸線平行於消耗品150插入開口113和/或接納空腔112中的方向。
更較佳的是，消耗品150沿著所述旋轉對稱軸線A完全旋轉對稱地形成，和/或接納空腔112沿著相同的旋轉對稱軸線A旋轉對稱地形成。其優點在於，當消耗品150插入接納空腔112中時，消耗品如何沿著軸線A旋轉不重要，這顯著地簡化了使用者對消耗品150的操作。
較佳的是，導電圖案152被實現為環繞消耗品150的外表面之導電環，其中，該導電環被佈置成平行於旋轉對稱軸線A所垂直的虛擬平面。以此方式，當消耗品150插入接納空腔112中時如何旋轉消耗品也不重要：導電圖案152始終與以下任何一對電觸點中的兩個電觸點建立電連接：這一對被佈置在距開口113一定距離處，該距離使得當消耗品150正確地插入接納空腔112中時，所述對和導電圖案152在相同的縱向位置處。
消耗品150由於被插入接納空腔112中而佈置在正確的縱向位置處，這可以藉由接納空腔112（或主體110）的接合部分來實現，該接合部分最終阻止消耗品150移動到接納空腔112中。每當在上文或下文提到距開口113的距離時，應當理解，取而代之，可以使用距所述接合部分的距離作為對任何元件的縱向位置的量度。
圖2展示了設計和提供消耗品150的方式，使得作為實例，當消耗品完全且正確地插入接納空腔112中時，被形成為導電環的導電圖案152接合第二對電觸點中的第一電觸點132-1和第二電觸點132-2。
根據上文，清楚的是，不同的消耗品150可以設有在不同位置處和/或具有不同形狀之導電圖案152，使得當消耗品150插入接納空腔112中時，不同對的電觸點131-i、132-i、133-i、134-i與導電圖案152電連接。具體地，關於圖1所示的實施方式，如果導電圖案152例如被設置成更靠近消耗品150的前端（消耗品150以前端被插入接納空腔112中），則導電圖案152可以與第一對電觸點中的第一電觸點131-1和第二電觸點131-2相接合。
因此，可以對消耗品150上的導電圖案152之位置資訊進行編碼。接著可以藉由控制結構來對所編碼之資訊進行解碼，該控制結構被配置用於控制加熱器136以加熱消耗品150或其一部分。解碼可以以機電方式如圖1之實施方式中那樣實現，但是還可以另外或替代性地以數位方式來實現，如下文參見圖4所描述的。
關於圖1，進一步展示了，控制電路130係斷開的並且僅在至少一對電觸點中的兩個電觸點與導電圖案152相接合時被閉合或可閉合。取決於導電圖案152的設計和佈置，控制電路130的不同分支或部分可以在消耗品150插入接納空腔112中時被閉合或可閉合。較佳的是，每對電觸點可以被配置用於閉合控制電路130之不同可閉合分支。
因此，為了操作吸煙系統1000，需要將一對電觸點連接至導電圖案以閉合控制電路130的至少一個分支。這具有另外的優點：僅具有特定傳導圖案之消耗品能夠使電子煙100被使用。這允許電子煙100提供對消耗品150之驗證。
應理解的是，電子煙100可以設有包括例如通/斷控制項（比如，通/斷開關）之使用者介面，並且控制電路130較佳的是僅在通/斷控制項處於接通位置時可閉合、並且在通/斷控制項處於斷開位置時不可閉合。在下文中，將在不提及通/斷控制項的情況下進一步描述本發明；每當描述電路可閉合或被閉合時，就應理解為涉及對於包括通/斷控制項之實施方式而言當通/斷控制項處於接通位置時之情況。
控制電路130連接至對加熱器136提供電能的加熱電路或佈置為加熱電路，該加熱器被配置用於加熱消耗品150的至少一部分以產生氣溶膠。加熱器136可以如圖1所示佈置在主體110內、或者在消耗品150內。在後一種情況下，加熱器可以電聯接在導電圖案152的兩個分開的傳導部分之間。
在所描述的實施方式中，加熱器136被配置成使得加熱器136適於將消耗品150的一部分加熱到的溫度（「吸用溫度」或「操作溫度」）由流過加熱器136之電流來控制。加熱器136可以例如被實現為歐姆加熱元件。
控制電路130的每個可閉合分支較佳的是包括不同溫度依賴性總電阻、並且被配置用於在被導電圖案152閉合時對加熱器136供應電能。用於在控制電路130閉合時供應所述電能的電源137可以佈置在消耗品150和/或主體110內，如圖1所示。
控制電路130的可閉合分支被設置且形成為使得，由加熱器提供的熱量還升高該等可閉合分支的至少一部分的溫度，由此改變其溫度依賴性總電阻。
這可以藉由將具有不同的溫度依賴性電阻曲線之溫度依賴性電阻器佈置在控制電路130之不同分支內來實現。較佳的是，溫度依賴性電阻器係具有不同的溫度依賴性電阻曲線之正溫度係數（PTC）熱敏電阻。
對於PTC熱敏電阻，電阻隨著溫度的升高而增大，較佳的是其方式為使得電阻在被稱為居禮溫度的某個臨界溫度處突然升高。熱敏電阻可以例如由摻雜的多晶陶瓷（包含鈦酸鋇（BaTiO3）和其他化合物）製成、或者可以被實現為聚合物PTC熱敏電阻。
在圖1中，展示了變體，其中四個熱敏電阻135-1、135-2、135-3、135-4（統稱為135-i）電串聯地聯接。控制電路130的可閉合分支被聯接至該電串聯體，使得控制電路130的每個可閉合分支包含不同數量之熱敏電阻135-i。
僅第一熱敏電阻135-1串聯地連接在第一對電觸點中之電觸點131-1、131-2之間（即，在控制電路130的第一可閉合分支中）。第一熱敏電阻135-1和第二熱敏電阻135-2串聯地連接在第二對電觸點中的電觸點132-1、132-2之間（即，在控制電路130之第二可閉合分支中）。第一熱敏電阻135-1、第二熱敏電阻135-2和第三熱敏電阻135-3串聯地連接在第三對電觸點中的電觸點133-1、133-2之間（即，在控制電路130之第三可閉合分支中）。第一熱敏電阻135-1、第二熱敏電阻135-2、第三熱敏電阻135-3、以及第四熱敏電阻135-4串聯地連接在第四對電觸點中之電觸點134-1、134-2之間（即，在控制電路130之第四可閉合分支中）。
加熱器136和電源137較佳的是連接在、更較佳的是串聯地連接在一側的該等電觸點對中的第一電觸點131-1、132-1、133-1、134-1與另一側的一系列熱敏電阻135-i之間。
較佳的是，第一至第四熱敏電阻135-1、135-2、135-3、135-4被設置成具有漸增的相應居禮溫度，即Tc,1 > Tc,2 > Tc,3 > Tc,4 。因此，當導電圖案152閉合包括第一熱敏電阻135-1的第一可閉合分支時，由此對加熱器供應電功率，該加熱器增大其熱量輸出，直至藉由相同的熱量輸出，第一熱敏電阻135-1被加熱至其居禮溫度Tc,1 。與此同時，經過第一熱敏電阻135-1之電流急劇減小，並且熱量釋放也相應地減少，直至第一熱敏電阻135-1之溫度降低到低於其居禮溫度Tc,1 。以此方式，實現了對消耗品150之溫度或消耗品150的被加熱部分的溫度之簡單調節。取決於消耗品150、加熱器、以及熱敏電阻135-i的空間佈置，消耗品150、或消耗品150的被加熱部分的吸用溫度可以與對應的居禮溫度Tc,1 相同或者可以更高或更低。
如圖2所示，當消耗品150插入接納空腔112中而該消耗品與第二對電觸點132-1、132-2相接合時，導電圖案152接著替代地閉合包括第二熱敏電阻135-2之第二可閉合分支。第二熱敏電阻135-2之居禮溫度Tc,2 低於第一熱敏電阻135-1之居禮溫度，該第一熱敏電阻也是控制電路130的由第二對電觸點132-1、132-2閉合之第二分支之一部分。
由於第二熱敏電阻135-2之居禮溫度Tc,2 更低，因此加熱器136將不達到與之前所描述之情況相同之溫度。以相同的方式，閉合控制電路130之第三或第四分支分別包括第三熱敏電阻135-3和第四熱敏電阻135-4並且因此甚至進一步降低加熱器136之溫度，並且由此降低吸用溫度。以此方式，消耗品150之導電圖案152可以以機電方式對用於消耗品150之預定最佳吸用溫度進行編碼。
替代或附加於吸用溫度，電子煙100和/或消耗品150的其他操作參數可以被導電圖案152編碼。例如，電子煙100和/或消耗品150的發光元件的顏色可以基於導電圖案152來設定。例如，在圖1所示的實施方式中，可以在每個第二電觸點131-2、132-2、133-2、134-2與相應的熱敏電阻135-1、135-2、135-3、135-4之間電氣設置不同顏色的LED，使得藉由閉合控制電路130之特定分支，還對特定的LED供電。發光元件還可以設定在與加熱/控制電路130分開的電路中、並且可以與控制電路130連接至相同的電觸點131-i、132-i、133-i、134-i、和/或連接至可與導電圖案152連接的其他電觸點。
參見附圖中的圖3，描述了根據本發明之第一方面的實施方式之電子煙200、以及根據本發明之第三方面的實施方式之吸煙系統2000。
圖3之電子煙200和系統2000與參見圖1和圖2所描述的實施方式的不同之處在於，電子煙200之控制電路130包括控制器240，該控制器充當控制結構（代替熱敏電阻135-i），並且吸煙系統2000包括電子煙200來代替電子煙100。
控制器240可以被實施為僅由硬體組成，例如被實施為包括電晶體、邏輯門以及其他電路系統。另外，控制器240可以部分地在軟體意義上實現。這樣，控制器240可以包括處理器以及存儲由處理器執行之軟體或固件之記憶體。控制器240的輸入介面可以接收信號，並且控制器240的處理器產生的信號可以由控制器240之輸出介面輸出。控制器240可以被實施為或使用微控制器、ASIC、FPGA等，可選地結合非易失性記憶體。組成控制器240的或控制器所使用的物理元件可以可選地與其他硬體或軟體共用。
控制器240被配置用於檢測哪對電觸點131-i、132-i、133-i、134-i與插入接納空腔112中的消耗品150之導電圖案152電連接。此外，在一些實施方式中，控制器240可以被配置用於檢測是否有任何一對電觸點131-i、132-i、133-i、134-i與插入接納空腔112中的消耗品150的導電圖案152電連接。在此類實施方式中，控制器可以包括感測器或從其接收數據，該感測器被配置用於確定消耗品150當前是否插入接納空腔112中。該感測器可以基於機械壓力、光學測量、電路被消耗品150（例如，被消耗品150中或其上的第二導電圖案）閉合等來操作。
基於被檢測為與特定導電圖案152連接之電觸點131-i、132-i、133-i、134-i的圖案（或者換言之，基於插入的消耗品150之導電圖案152），控制器240可以控制電子煙200和/或消耗品150之操作參數。
特別地，控制器240可以基於導電圖案152來控制以下操作參數中的任何或所有操作參數： -   消耗品150和/或電子煙200的加熱器之熱量輸出或溫度； -   電子煙200之吸用溫度； -   電子煙200之光照方案、尤其發射光之顏色； -   在電子煙200的使用者介面處的用於使用者之一系列選項； -   電子煙200和/或消耗品150的微型泵之操作參數、比如泵送功率； -   電子煙200之聲音發生器產生的聲音。
控制器240可以存取、較佳的是包括數據庫，在該數據庫中，不同的導電圖案152（或換言之，閉合的電觸點對131-i、132-i、133-i、134-i的圖案）與對於任何或所有受控操作參數的設置和/或選項有關。該數據庫可以是使用者例如經由電子煙100的使用者介面可程式設計和/或可調整的。可以存在使用者可以針對其來調整一些或所有設置的操作參數，並且可以存在使用者可以針對其不調整設置之操作參數。
例如，使用者可能能夠對包含薄荷醇味液體之消耗品150進行程式設計（由其導電圖案152標識），以從電子煙100發出綠光，但可能無法改變所述消耗品150之已經被預先確定並編碼在數據庫中的最佳吸用溫度。
圖4係示意性流程圖，展示了根據本發明之第四方面之用於操作吸煙系統1000、2000之方法，其中，吸煙系統1000、2000包括電子煙100、200和消耗品150，該消耗品包括至少部分地設置在消耗品150的外側上的導電圖案152。
參見圖4所描述之方法可以用之前描述的電子煙100、200和/或吸煙系統1000、2000和/或消耗品150中之任何或全部來執行。因此，可以對參見圖4所描述之方法作出如上文參見圖1至圖3所描述的任何修改、選項和變化，反之亦然。使用圖1至圖3的附圖標記來部分地描述該方法，但是，該方法不局限於之前描述的電子煙、吸煙系統、以及消耗品。
在步驟S10中，將消耗品150插入電子煙100、200的接納空腔112中，其中，導電圖案152至少部分地設置在消耗品150的外側上。如上文已經描述的，導電圖案152可以較佳的是僅設置在消耗品150之外側上、和/或可以更較佳的是用之前描述的其中一種墨並且以之前描述的其中一種形狀印製到消耗品150上。
在步驟S20中，使電子煙100、200之接納空腔112之至少一對電觸點131-i、132-i、133-i、134-i與導電圖案152相接觸，由此閉合電子煙100、200之控制電路130之至少一個分支。較佳的是，導電圖案152閉合正好一對電觸點131-i、132-i、133-i、134-i。
在步驟S30中，基於導電圖案152來設定電子煙100、200和/或消耗品150之至少一個操作參數。
較佳的是，設定該至少一個操作參數包括以下子步驟：
在視需要的子步驟S31中，可以基於導電圖案152、例如以機電方式和/或熱電方式（比如以熱敏電阻作為控制結構）和/或以數位方式（比如以控制器240作為控制結構）來確定對電子煙100和/或消耗品150之操作參數之設置和/或選擇。
在視需要的子步驟S32中，電子煙100、200的加熱器136根據加熱曲線來加熱消耗品的至少一部分，該加熱曲線係基於哪對電觸點131-i、132-i、133-i、134-i已經與導電圖案152電接觸或換言之基於導電圖案152。
本發明尤其包括以下實施方式：
實施方式1.一種電子煙（100；200），包括： 主體（110），該主體具有被配置用於接納可移除消耗品（150）之接納空腔（112），該可移除消耗品包含待汽化物質；以及 電路系統（114）， 其中，該電路系統（114）包括加熱電路，該加熱電路可連接至加熱器（136），該加熱器被配置用於對該消耗品（150）供應能量以汽化該物質，並且 其中，該電路系統（114）包括開路控制電路（130），該開路控制電路包括至少兩個電觸點（131-i，132-i，133-i，134-i）並且與之連接，該等電觸點成對地佈置並且被配置用於在與該可移除消耗品（150）上的傳導表面相接觸時建立閉合電路，該傳導表面與該加熱器（136）分離。
實施方式2.根據實施方式1所述之電子煙（100；200），其中，該至少兩個電觸點（131-i，132-i，133-i，134-i）位於該接納空腔（112）內側。
實施方式3.根據實施方式1或實施方式2所述之電子煙（100；200），其中，該加熱電路和該控制電路（130）串聯地連接。
實施方式4.根據實施方式1或2所述之電子煙（100；200），其中，該加熱電路和該控制電路（130）並聯地連接。
實施方式5.根據實施方式1所述之電子煙（100；200），其中，該開路控制電路（130）包括多個可閉合分支，並且 其中，該開路控制電路（130）之每個分支設有一對電觸點（131-i，132-i，133-i，134-i）。
實施方式6.根據實施方式5所述之電子煙（100；200）， 其中，每一對電觸點中的第一電觸點和第二電觸點被設置在該接納空腔（112）中的相同縱向位置處，並且其中，該多對被設置在該接納空腔（112）之縱向方向上之不同位置處。
實施方式7.根據實施方式5或6所述之電子煙（100；200），其中，該電子控制電路（130）之分支被實現為加熱電路， 其中，該加熱電路基於相應加熱電路之電阻來對該加熱器遞送電能。
實施方式8.根據實施方式7所述之電子煙（100；200），其中，該控制電路（130）包括在其每個分支內設定的正溫度係數PTC熱敏電阻，其中，每個PTC熱敏電阻具有不同居禮溫度。
實施方式9.根據前一實施方式所述之電子煙（100；200），其中，每個PTC熱敏電阻被佈置為在該消耗品（150）正被該加熱器（136）加熱時經受加熱，使得相應加熱電路的電阻取決於該消耗品（150）被加熱到的溫度。
實施方式10.根據實施方式1至9中任一項所述之電子煙（100；200），其中，該加熱器（136）位於該消耗品（150）內。
實施方式11.根據實施方式1至9中任一項所述之電子煙（100；200），其中，該加熱器（136）位於該電子煙（100；200）之主體（110）內、較佳的是在該接納空腔（112）內。
實施方式12.根據前述實施方式1至11中任一項所述之電子煙（200），其中，該電路系統（114）進一步包括控制器（240），其中，該控制器（240）被配置用於感測哪對電觸點（131-i，132-i，133-i，134-i）與該消耗品（150）上之傳導表面相連，並且 其中，該控制器（240）進一步被配置用於基於哪對電觸點（131-i，132-i，133-i，134-i）被連接來設定該加熱器（136）將該消耗品（150）的一部分加熱到的操作溫度。
實施方式13.根據前一實施方式所述之電子煙（100；200），其中，該控制器（240）被配置用於設定不同的加熱曲線，該加熱器（136）根據所述加熱曲線來加熱該消耗品（150）之該部分。
實施方式14.一種用於該電子煙（100；200）之消耗品（150），該消耗品（150）包括可汽化物質和殼體，其中，該殼體設有導電圖案，該導電圖案被配置用於在與該電子煙（100；200）中的一對至少兩個電觸點（131-i，132-i，133-i，134-i）相接觸時閉合該電子煙（100；200）中之開路控制電路（130）。
實施方式15.根據前一實施方式所述之消耗品（150），其中，該導電圖案係連續圖案，該連續圖案使得該消耗品（150）能夠與該消耗品（150）相對於該接納空腔（112）之角位置無關地閉合該開路控制電路（130）。
實施方式16.根據實施方式14或實施方式15所述之消耗品（150），其中，該導電圖案以環形狀形成、圍繞該消耗品（150）之圓周定位。
實施方式17.根據實施方式14至16中任一項所述之消耗品（150），其中，該導電圖案至少部分地印製到該消耗品（150）之外層上。
實施方式18.根據實施方式14至17中任一項所述之消耗品（150），其中，該導電圖案係使用選自包括石墨烯和金屬奈米顆粒墨之群組中之成分來印製的。
實施方式19.一種電子吸煙系統（1000；2000），包括根據實施方式1至13中任一項所述之電子煙（100；200）、以及根據實施方式14至18中任一項所述之消耗品（150）。
實施方式20.一種用於操作電子吸煙系統（1000；2000）之方法，該吸煙系統（1000；2000）包括電子煙（100；200）和消耗品（150），該消耗品包括至少部分地設置在該消耗品（150）之外側上之導電圖案，該方法包括以下步驟： 將該消耗品（150）插入該電子煙（100；200）之接納空腔（112）中， 藉由該導電圖案來接觸該電子煙（100；200）之接納空腔（112）之至少一對電觸點（131-i，132-i，133-i，134-i），由此閉合該電子煙（100；200）之控制電路（130）之不同分支中之至少一個分支；並且 藉由該電子煙（100；200）之加熱器（136）根據加熱曲線來加熱該消耗品（150）之至少一部分，該加熱曲線係基於該電子煙（100；200）之控制電路（130）的哪個分支已經被閉合來選擇的。
雖然本文展示和描述了本發明之特定實施方式，但是熟悉該項技術者應瞭解的是，存在多種多樣的替代和/或等效實施方式。應瞭解的是，這個或該等示例性實施方式僅是示例，並且不旨在以任何方式限制範圍、適用性或配置。而是，前述概述和詳細描述會為熟悉該項技術者提供用於實施至少一個示例性實施方式之便利路線圖，應理解的是，可以在不背離所附申請專利範圍及其合法等同物中所闡明範圍之情況下，對示例性實施方式中描述的元素之功能和佈置進行各種改變。通常，本申請旨在涵蓋本文討論的特定實施方式的任何調整或變體。
還應瞭解的是，在本文中，術語「包括（comprise）」、「包括（comprising）」、「包含（include）」、「包含（including）」、「含有（contain）」、「含有（containing）」、「具有（have）」、「具有（having）」及其任何變體旨在以包括性（即非排他性）的意義來理解，以使得本文描述的過程、方法、裝置、設備、或系統不限於所列舉的那些特徵或部分或元素或步驟，而是可以包括此類過程、方法、物品或設備未明確列出或固有的其他要素、特徵、部分或步驟。此外，除非另外明確說明，否則本文中使用的術語「一個」和「一種」旨在被理解為係指表示一個或多個。此外，術語「第一」、「第二」、「第三」等僅用作標籤，並不旨在對它們的對象賦予數字要求或建立其重要性的某種排序。
1000:電子吸煙系統 100:電子煙 110:主體 111:吸嘴 112:接納空腔 113:開口 114:電子電路系統 130:控制電路 131-1、131-2:電觸點 132-1、132-2:電觸點 133-1、133-2:電觸點 134-1、134-2:電觸點 135-1、135-2、135-3、135-4:熱敏電阻 136:加熱器 137:電源 150:消耗品 152:導電圖案 2000:電子吸煙系統 200:電子煙 240:控制器 S10、S20、S30:方法步驟 S31、S32:方法子步驟 A:旋轉對稱軸線
為了更全面地理解本發明及其優點，在下面的描述中參照附圖更詳細地解釋了本發明之示例性實施方式，在附圖中，相同的附圖標記表示相同的部分，並且在附圖中：
圖1係根據本發明的實施方式的電子煙、消耗品以及吸煙系統在第一情形下之示意圖；
圖2係圖1的電子煙、消耗品以及吸煙系統在第二情形下之示意圖；
圖3係根據本發明的其他實施方式的電子煙和吸煙系統之示意圖；
圖4係示意性流程圖，展示了根據本發明的第四方面的用於操作吸煙系統之方法。
附圖被包含在內以提供對本發明的進一步理解，並且被結合在本說明書內且構成本說明書的一部分。附圖展示了本發明之特定實施方式並且與說明書一起用於解釋本發明之原理。將容易領會本發明之其他實施方式和本發明之伴隨優點中許多優點，因為藉由參考以下詳細說明，它們將變得更好理解。
應瞭解的是，不一定描繪了在商業上可行的實施方式中可能有用的或必需的普通和/或已充分理解之元件，以利於更概括地瞭解實施方式。附圖的要素不一定相對於彼此成比例地展示。應進一步瞭解的是，可以以特定的發生順序來描述或描繪方法實施方式中的某些動作和/或步驟，但是熟悉該項技術者應理解的是，實際上不要求這種關於順序之特異性。還應理解的是，本說明書中使用的術語及表達具有如相對於它們對應的查詢及研究領域而對這種術語及表達所給予之普通含義，除非另外在本文中陳述了特殊含義。
1000:電子吸煙系統
100:電子煙
110:主體
111:吸嘴
112:接納空腔
113:開口
114:電子電路系統
130:控制電路
131-1、131-2:電觸點
132-1、132-2:電觸點
133-1、133-2:電觸點
134-1、134-2:電觸點
135-1、135-2、135-3、135-4:熱敏電阻
136:加熱器
137:電源
150:消耗品
152:導電圖案
A:旋轉對稱

Claims (17)

  1. 一種電子煙，包括： 主體，該主體具有被配置用於接納可移除消耗品之接納空腔，該可移除消耗品包含待汽化物質，以及 電路系統， 其中，該電路系統包括加熱電路，該加熱電路可連接至加熱器，該加熱器被配置用於對該消耗品供應能量以汽化該物質，並且 其中，該電路系統包括開路控制電路，該開路控制電路包括至少兩個電觸點並且與之連接，該等電觸點成對地佈置並且被配置用於在與該可移除消耗品上的傳導表面相接觸時建立閉合電路，該傳導表面與該加熱器分離，其中，該開路控制電路包括多個可閉合分支， 其中，該開路控制電路之每個分支設有一對電觸點， 其中，該電路系統進一步包括控制器，該控制器被配置用於感測哪對電觸點與該消耗品上的傳導表面相連，並且 進一步被配置用於基於哪對電觸點被連接來設定該加熱器將該消耗品之一部分加熱到的操作溫度。
  2. 如請求項1所述之電子煙，其中，該至少兩個電觸點位於該接納空腔內側。
  3. 如請求項1所述之電子煙，其中，該加熱電路和該控制電路串聯地連接。
  4. 如請求項1所述之電子煙，其中，該加熱電路和該控制電路並聯地連接。
  5. 如請求項1所述之電子煙， 其中，每一對電觸點中的第一電觸點和第二電觸點被設置在該接納空腔中之相同縱向位置處，並且其中，該多對被設置在該接納空腔的縱向方向上之不同位置處。
  6. 如請求項5所述之電子煙，其中，該電子控制電路之分支被實現為加熱電路， 其中，該加熱電路基於相應加熱電路的電阻來對該加熱器遞送電能。
  7. 如請求項6所述之電子煙，其中，該控制電路包括在其每個分支內設定的正溫度係數PTC熱敏電阻，其中，每個PTC熱敏電阻具有不同居禮溫度。
  8. 如請求項7所述之電子煙，其中，每個PTC熱敏電阻被佈置為在該消耗品正被該加熱器加熱時經受加熱，使得相應加熱電路之電阻取決於該消耗品被加熱到的溫度。
  9. 如請求項1至8中任一項所述之電子煙，其中，該加熱器位於該消耗品內。
  10. 如請求項1至8中任一項所述之電子煙，其中，該加熱器位於該電子煙之主體內、較佳的是在該接納空腔內。
  11. 如請求項1至8中任一項所述之電子煙，其中，該控制器被配置用於設定不同的加熱曲線，該加熱器根據該加熱曲線來加熱該消耗品之該部分。
  12. 一種電子吸煙系統，包括請求項1至8中任一項所述之電子煙並且進一步包括：用於該電子煙之消耗品，該消耗品包括可汽化物質和殼體，其中，該殼體設有導電圖案，該導電圖案被配置用於在與該電子煙中之一對至少兩個電觸點相接觸時閉合該電子煙中的開路控制電路。
  13. 如請求項12所述之電子吸煙系統，其中，該導電圖案係連續圖案，該連續圖案使得該消耗品能夠與該消耗品相對於該接納空腔之角位置無關地閉合該開路控制電路。
  14. 如請求項13所述之電子吸煙系統，其中，該導電圖案以環的形狀形成、圍繞該消耗品之圓周定位。
  15. 如請求項12所述之電子吸煙系統，其中，該導電圖案至少部分地印製到該消耗品之外層上。
  16. 如請求項12所述之電子吸煙系統，其中，該導電圖案係使用選自包括石墨烯和金屬奈米顆粒墨之群組中之成分來印製的。
  17. 一種用於操作電子吸煙系統之方法，該吸煙系統包括電子煙和消耗品，該消耗品包括至少部分地設置在該消耗品之外側上之導電圖案，該方法包括以下步驟： 將該消耗品插入該電子煙之接納空腔中， 藉由該導電圖案來接觸該電子煙之接納空腔之至少一對電觸點，由此閉合該電子煙之控制電路不同分支中之至少一個分支；並且 藉由該電子煙之加熱器根據加熱曲線來加熱該消耗品之至少一部分，該加熱曲線係基於該電子煙之控制電路的哪個分支已經被閉合來選擇的。
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