UA126397C2 - Пристрій, що генерує аерозоль, та система, що генерує аерозоль, з індукційною нагрівальною системою з ефективним керуванням потужністю - Google Patents

Abstract

Надана ефективна система для подачі живлення на індуктор і струмоприймач в індукційно нагрівальному пристрої, що генерує аерозоль. Пристрій, що генерує аерозоль, містить: одне або більше джерел живлення постійного струму; коло навантаження, що містить індуктор і конденсатор, з'єднані послідовно; першу схему управління, з'єднану з одним або більше джерелами живлення постійного струму і з'єднану в колі навантаження, а також виконану з можливістю забезпечення першого падіння напруги в колі навантаження; другу схему управління, з'єднану з одним або більше джерелами живлення постійного струму і з'єднану в колі навантаження, а також виконану з можливістю забезпечення другого падіння напруги в колі навантаження, при цьому друге падіння напруги відбувається у протилежному напрямку відносно першого падіння напруги; і контролер, з'єднаний з першою і другою схемами управління і виконаний з можливістю керування першою і другою схемами управління таким чином, щоб періодично забезпечувати обидва з першого і другого падінь напруги в колі навантаження, і таким чином, щоб не забезпечувати друге падіння напруги в схемі навантаження одночасно з першим падінням напруги. Компонування першої і другої схем управління, що поперемінно забезпечує падіння напруги в різних напрямках, забезпечує напругу, що змінюється із часом, і дозволяє ефективно споживати енергію, що подається джерелом або джерелами живлення.

Description

напругу, що змінюється із часом, і дозволяє ефективно споживати енергію, що подається джерелом або джерелами живлення. 1520 це , К. ном пом рос : 1323 1324 і родить

Уре бат У

Фіг. З

Винахід стосується систем, що генерують аерозоль, які працюють за допомогою нагрівання субстрату, що утворює аерозоль. Зокрема, винахід стосується систем, що генерують аерозоль, в яких застосовується індукційне нагрівання.

Один тип системи, що генерує аерозоль, являє собою систему, яка нагріває, але не спалює тютюн або інший нікотиновмісний субстрат, що утворює аерозоль, для генерування аерозолю для вдихання. Зазвичай в нагрівальних тютюнових системах тютюн або інший субстрат, що утворює аерозоль, нагрівається одним або більше електрично резистивними нагрівальними елементами, які з'єднані з блоком живлення. Ці системи мають бути достатньо малими для того, щоб їх можна було легко утримувати під час застосування і щоб користувач міг їх легко переносити між застосуваннями. Вони також повинні мати свій власний внутрішній блок живлення, який, як правило, являє собою невелику батарею, яка перезаряджається.

Останнім часом існує зацікавленість у застосуванні індукційного нагрівання для нагрівання тютюновмісних або нікотиновмісних субстратів, що утворюють аерозоль, в утримуваних рукою системах, що генерують аерозоль. Індукційне нагрівання має ряд потенційних переваг.

Зокрема, індукційне нагрівання забезпечує можливість відділення електронних компонентів від субстрату, що генерує аерозоль, і аерозолю, що генерується. Це дозволяє легше очищувати й обслуговувати систему, а також має потенційні переваги стосовно надійності системи.

Індукційно нагрівальні системи працюють за рахунок надання індуктора з електричною напругою, що змінюється із часом. У результаті створюється магнітне поле, що змінюється із часом, яке, у свою чергу, генерує вихрові струми і втрати на гістерезис в матеріалі, який являє собою струмоприймач, що розташований близько до субстрату, що утворює аерозоль, або контактує з ним. Нагрівання джоулевим теплом струмоприймача в результаті викликаних струмів нагріває субстрат, що утворює аерозоль, з утворенням аерозолю.

Одна проблема, пов'язана з індукційно нагрівальною системою, яка отримує живлення від малої батареї, полягає у забезпеченні подачі достатньої потужності до індуктора для генерування потрібного тепла в струмоприймачі. Було б бажано якомога більш ефективно передавати потужність на індуктор і збільшувати потужність, що передається на індуктор.

В одному аспекті винаходу передбачений пристрій, що генерує аерозоль, який містить: одне або більше джерел живлення постійного струму (ОС); коло навантаження, що містить індуктор і конденсатор, з'єднані послідовно; першу схему управління, з'єднану з одним або більше джерелами живлення постійного струму і з'єднану в колі навантаження, а також виконану з можливістю забезпечення першого падіння напруги в колі навантаження; другу схему управління, з'єднану з одним або більше джерелами живлення постійного струму і з'єднану в колі навантаження, а також виконану з можливістю забезпечення другого падіння напруги в колі навантаження, при цьому друге падіння напруги відбувається у протилежному напрямку відносно першого падіння напруги; і контролер, з'єднаний з першою і другою схемами управління і виконаний з можливістю керування першою і другою схемами управління таким чином, щоб періодично забезпечувати обидва з першого і другого падінь напруги в колі навантаження, і таким чином, щоб не забезпечувати падіння напруги в схемі навантаження одночасно з першим падінням напруги.

Перша схема управління може мати сторону високої напруги і сторону низької напруги.

Сторона високої напруги може бути з'єднана з першою стороною кола навантаження. Сторона низької напруги може бути з'єднана з другою стороною кола навантаження. Перша схема управління виконана з можливістю забезпечення першого падіння напруги в колі навантаження.

Друга схема управління може також мати сторону високої напруги і сторону низької напруги.

Сторона низької напруги другої схеми управління може бути з'єднана з першою стороною кола навантаження. Сторона високої напруги може бути з'єднана з другою стороною кола навантаження. Друга схема управління виконана з можливістю забезпечення другого падіння напруги. Друге падіння напруги відбувається у протилежному напрямку відносно першого падіння напруги.

Коло навантаження може мати першу клему на першій стороні і другу клему на другій стороні. Перша схема управління, з'єднана з одним або більше джерелами живлення постійного струму, може бути з'єднана з першою і другою клемами кола навантаження таким чином, що позитивна напруга постійного струму від одного або більше джерел живлення постійного струму подається на першу клему кола навантаження. Це приводить до першого падіння напруги в колі навантаження. Друга схема управління, з'єднана з одним або більше джерелами живлення постійного струму, може бути з'єднана з першою і другою клемами кола навантаження таким чином, що позитивна напруга постійного струму від одного або більше джерел живлення 60 постійного струму подається на другу клему кола навантаження. Це приводить до другого падіння напруги в колі навантаження. Друге падіння напруги в колі навантаження відбувається у протилежному напрямку відносно першого падіння напруги.

Для індукційного нагрівання необхідно забезпечити напругу, що змінюється із часом, в індукторі. Компонування першої і другої схем управління, що поперемінно забезпечує падіння напруги в різних напрямках в колі навантаження, забезпечує напругу, що змінюється із часом, і дозволяє ефективно споживати енергію, що подається джерелом або джерелами живлення.

Переважно контролер виконаний таким чином, щоб періодично забезпечувати перше падіння напруги з першою частотою, і таким чином, щоб періодично забезпечувати друге падіння напруги по суті з такою самою частотою. Термін "по суті така сама частота" в даному контексті означає в межах декількох процентів від першої частоти і переважно в межах 2 процентів від першої частоти. У такому випадку перша і друга напруга можуть бути просто подані без перекриття одна з одною. Контролер може бути виконаний з можливістю подачі другої напруги, що безпосередньо не збігається за фазою з першою напругою.

Перша частота може бути високою частотою. У даному контексті термін "висока частота" слід розуміти як такий, що означає частоту в діапазоні від приблизно 100 кілогерц (кГц) до приблизно 30 мегагерц (МГц). Перша частота може бути більше ніж 1 мегагерц. Перша частота може бути менше ніж 10 мегагерц. Переважно перша частота знаходиться в діапазоні від 5 мегагерц до 7 мегагерц.

Перша схема управління і друга схема управління можуть складатися з правого і лівого засобів управління. Компоненти схеми, з'єднані з одним кінцем кола навантаження, можуть утворювати правий засіб управління, а компоненти схеми, з'єднані з іншим кінцем кола навантаження, можуть утворювати лівий засіб управління. Перша схема управління може містити компоненти схеми як з правого, так і з лівого засобів управління. Друга схема управління може містити компоненти схеми як з правого, так і з лівого засобів управління.

Кожний з правого і лівого засобів управління може містити схему перемикання, яка може являти собою резонансну схему перемикання. Правий засіб управління разом із колом навантаження можуть утворювати перший підсилювач потужності. Лівий засіб управління разом із колом навантаження можуть являти собою другий підсилювач потужності. Перший підсилювач потужності може являти собою підсилювач класу 0. Другий підсилювач потужності може являти собою підсилювач класу Ю. Перший підсилювач потужності може являти собою підсилювач класу Е. Другий підсилювач потужності може являти собою підсилювач класу Е.

Контролер може бути виконаний з можливістю забезпечення першого падіння напруги у вигляді напруги з прямокутною формою хвилі. Контролер може бути виконаний з можливістю забезпечення другого падіння напруги у вигляді напруги з прямокутною формою хвилі. Перше падіння напруги може мати такий самий або інший коефіцієнт наповнення в порівнянні з другим падінням напруги. Переважно контролер виконаний з можливістю забезпечення періоду часу очікування, який становить щонайменше декілька наносекунд, між кінцем одного падіння напруги і початком наступного падіння напруги у протилежному напрямку, щоб уникнути перегоряння пов'язаних перемикачів у схемі управління.

Одне або більше джерел живлення постійного струму можуть містити одну батарею, з'єднану з обома з першої і другої схем управління. Батарея може являти собою батарею, яка перезаряджається. Батарея може бути літій-іонною батареєю, наприклад, літій-кобальтовою, літій-залізо-фосфатною, літій-титановою або літій-(полімерною батареєю. Альтернативно батарея може мати іншу форму батареї, яка перезаряджається, таку як нікель-металогідридна батарея або нікель-кадмієва батарея.

Альтернативно одне або більше джерел живлення постійного струму можуть містити дві батареї, причому одна батарея з'єднана з першою схемою управління, а друга батарея з'єднана з другою схемою управління. Одне або більше джерел живлення постійного струму можуть містити дві батареї, з'єднані послідовно, з електричним заземленням, утвореним між двома батареями так, що одна батарея забезпечує позитивну напругу, а друга забезпечує негативну напругу.

Контролер може містити мікроконтролер. Мікроконтролер може являти собою будь-який придатний мікроконтролер, але такий, що переважно є програмованим.

Пристрій може містити корпус, що містить одне або більше джерел живлення постійного струму, коло навантаження, першу і другу схеми управління і контролер, при цьому корпус утворює порожнину для розміщення субстрату, що утворює аерозоль. Пристрій може бути виконаний з можливістю індукційного нагрівання субстрату, що утворює аерозоль.

Індуктор може являти собою котушку, яка розташована суміжно з порожниною або оточує її.

В одному варіанті здійснення індуктор являє собою спіральну котушку, яка оточує щонайменше бо частину порожнини. Альтернативно індуктор може являти собою плоску спіральну індукційну котушку, розташовану суміжно зі стороною або основою або з обома зі сторони й основи порожнини. Індуктор має бути розташований з можливістю забезпечення магнітного поля, що змінюється із часом, в матеріалі, що являє собою струмоприймач, виконаному з можливістю нагрівання субстрату, що утворює аерозоль, при застосуванні.

Пристрій може містити декілька індукторів, виконаних з можливістю активації у різні моменті часу під час роботи пристрою. Декілька індукторів можуть бути розташовані таким чином, щоб забезпечити відокремлені у просторі (або такі, що частково перекриваються у просторі) магнітні поля, що змінюються із часом, таким чином, щоб різні частини субстрату, що утворює аерозоль, могли нагріватися у різні моменти часу під час роботи. Якщо пристрій містить декілька індукторів, то пристрій може містити декілька перших і других схем управління.

Як використовується в даному документі, термін "пристрій, що генерує аерозоль" стосується пристрою, який для генерування аерозолю взаємодіє із субстратом, що утворює аерозоль.

Субстрат, що утворює аерозоль, може бути частиною виробу, що генерує аерозоль. Пристрій, що генерує аерозоль, може являти собою пристрій, який взаємодіє із субстратом, що утворює аерозоль, виробу, що генерує аерозоль, для генерування аерозолю, що безпосередньо вдихається в легені користувача через рот користувача. Субстрат, що утворює аерозоль, може повністю або частково міститись у пристрої.

У ще одному аспекті винаходу надана система, що генерує аерозоль, яка містить пристрій, що генерує аерозоль, за будь-яким із попередніх пунктів і виріб, що генерує аерозоль, який містить субстрат, що утворює аерозоль, при цьому виріб, що генерує аерозоль, виконаний з можливістю щонайменше часткового розміщення в пристрої, що генерує аерозоль.

Субстрат, що утворює аерозоль, може являти собою твердий субстрат, що утворює аерозоль. Альтернативно субстрат, що утворює аерозоль, може являти собою рідину, або може містити як тверді, так і рідкі компоненти, або може містити гель. Субстрат, що утворює аерозоль, може містити тютюновмісний матеріал, який містить леткі тютюнові смакоароматичні сполуки, які вивільняються з субстрату при нагріванні. Як альтернатива, субстрат, що утворює аерозоль, може містити нетютюновий матеріал. Субстрат, що утворює аерозоль, може додатково містити речовину для утворення аерозолю. Прикладами придатних речовин для утворення аерозолю є гліцерин і пропіленгліколь.

Зо Якщо субстрат, що утворює аерозоль, являє собою твердий субстрат, що утворює аерозоль, то цей твердий субстрат, що утворює аерозоль, може містити, наприклад, одне або більше з наступного: порошок, гранули, кульки, дрібки, смужки або листи, що містять одне або більше з наступного: листя трави, тютюнове листя, фрагменти тютюнових жилок, відновлений тютюн, гомогенізований тютюн, екструдований тютюн, литий листовий тютюн і розширений

З5 тютюн. Твердий субстрат, що утворює аерозоль, може мати розсипну форму або може бути забезпечений у придатній тарі або картриджі. За потреби твердий субстрат, що утворює аерозоль, може містити додаткові тютюнові або нетютюнові леткі смакоароматичні сполуки, призначені для вивільнення під час нагрівання субстрату. Твердий субстрат, що утворює аерозоль, може також містити капсули, які містять, наприклад, додаткові тютюнові або нетютюнові леткі смакоароматичні сполуки, і такі капсули можуть плавитися під час нагрівання твердого субстрату, що утворює аерозоль.

За потреби твердий субстрат, що утворює аерозоль, може бути також забезпечений на термостабільному носії або вбудований у нього. Носій може мати форму порошку, гранул, кульок, крупинок, тонких трубочок, смужок або листів. Альтернативно носій може являти собою трубчастий носій, що має тонкий шар твердого субстрату, нанесений на його внутрішню поверхню та/або на його зовнішню поверхню, або на обидві з його внутрішньої і на зовнішньої поверхонь. Такий трубчастий носій може бути утворений, наприклад, з паперу або папероподібного матеріалу, нетканого мату з вуглецевих волокон, легкої металевої сітки з відкритими комірками, або перфорованої металевої фольги, або будь-якої іншої термостабільної полімерної матриці.

Твердий субстрат, що утворює аерозоль, може бути нанесений на поверхню носія у формі, наприклад, листа, піноматеріалу, гелю або суспензії. Твердий субстрат, що утворює аерозоль, може бути нанесений на всю поверхню носія або альтернативно може бути нанесений у вигляді візерунка з метою забезпечення неоднорідної доставки смакоароматичної речовини під час застосування.

Незважаючи на те, що вище наводилося посилання на тверді субстрати, що утворюють аерозоль, фахівцеві в даній галузі техніки буде зрозуміло, що інші форми субстрату, що утворює аерозоль, можуть бути використані з іншими варіантами здійснення. Наприклад, субстрат, що утворює аерозоль, може бути рідким субстратом, що утворює аерозоль. Якщо бо наданий рідкий субстрат, що утворює аерозоль, то пристрій, що генерує аерозоль, переважно містить засіб для втримання рідини. Наприклад, рідкий субстрат, що утворює аерозоль, може втримуватися в ємності. Як альтернатива або доповнення рідкий субстрат, що утворює аерозоль, може бути поглинений пористим матеріалом носія. Пористий матеріал носія може бути виготовлений із будь-якої поглинаючої пробки або тіла, наприклад пінометалевого або пластмасового матеріалу, поліпропілену, терилену, нейлонових волокон або кераміки. Рідкий субстрат, що утворює аерозоль, може втримуватися в пористому матеріалі носія перед використанням пристрою, що генерує аерозоль, або як альтернатива матеріал рідкого субстрату, що утворює аерозоль, може бути вивільнений у пористий матеріал носія під час або безпосередньо перед використанням. Наприклад, рідкий субстрат, що утворює аерозоль, може бути передбачений в капсулі. Оболонка капсули переважно тане під час нагрівання та вивільняє рідкий субстрат, що утворює аерозоль, у пористий матеріал носія. Капсула може необов'язково містити тверду речовину в комбінації з рідиною. Альтернативно носій може бути нетканим полотном або пучком волокон, у які включені тютюнові компоненти. Неткане полотно або пучок волокон можуть містити, наприклад, вуглецеві волокна, натуральні целюлозні волокна або волокна з похідних целюлози.

Під час роботи субстрат, що утворює аерозоль, може повністю міститись усередині пристрою, що генерує аерозоль. У такому випадку користувач може зробити затяжку через мундштук пристрою, що генерує аерозоль. Альтернативно під час роботи виріб, що утворює аерозоль, що містить субстрат, що утворює аерозоль, може частково міститись усередині пристрою, що генерує аерозоль. У такому випадку користувач може зробити затяжку безпосередньо на виробі, що утворює аерозоль.

Виріб, що утворює аерозоль, може мати по суті циліндричну форму. Виріб, що утворює аерозоль, може бути по суті подовженим. Виріб, що утворює аерозоль, може мати довжину та окружність, по суті перпендикулярну довжині. Субстрат, що утворює аерозоль, може мати по суті циліндричну форму. Субстрат, що утворює аерозоль, може бути по суті подовженим.

Субстрат, що утворює аерозоль, може також мати довжину та окружність, по суті перпендикулярну довжині.

Виріб, що утворює аерозоль, може мати загальну довжину від приблизно 30 мм до приблизно 100 мм. Виріб, що утворює аерозоль, може мати зовнішній діаметр від приблизно 5

Зо мм до приблизно 12 мм. Виріб, що утворює аерозоль, може містити заглушку фільтра. Заглушка фільтра може бути розміщена на розташованому далі за ходом потоку кінці виробу, що утворює аерозоль. Заглушка фільтра може являти собою ацетилцелюлозну заглушку фільтра. Заглушка фільтра в одному варіанті здійснення має довжину приблизно 7 мм, однак може мати довжину від приблизно 5 мм до приблизно 10 мм.

В одному варіанті здійснення виріб, що утворює аерозоль, має загальну довжину приблизно 45 мм. Виріб, що утворює аерозоль, може мати зовнішній діаметр приблизно 7,2 мм. Крім того, субстрат, що утворює аерозоль, може мати довжину приблизно 10 мм. Як альтернатива субстрат, що утворює аерозоль, може мати довжину приблизно 12 мм. Крім того, діаметр субстрату, що утворює аерозоль, може становити від приблизно 5 мм до приблизно 12 мм.

Виріб, що утворює аерозоль, може містити зовнішню паперову обгортку. Крім того, виріб, що утворює аерозоль, може містити перегородку між субстратом, що утворює аерозоль, та заглушкою фільтра. Перегородка може мати розмір приблизно 18 мм, однак він може мати розмір в діапазоні від приблизно 5 мм до приблизно 25 мм.

Пристрій переважно являє собою портативний або утримуваний рукою пристрій, який зручно тримати між пальцями однієї руки. Пристрій може мати по суті циліндричну форму і мати довжину від 70 до 200 мм. Максимальний діаметр пристрою переважно становить від 10 до

ЗОмм. В одному варіанті здійснення пристрій має багатокутний поперечний переріз і містить виступаючу кнопку, утворену на одній лицевій поверхні. У цьому варіанті здійснення діаметр пристрою становить від 12,7 до 13,65 мм при вимірюванні від плоскої лицевої поверхні до протилежної плоскої лицевої поверхні; від 13,4 до 14,2 мм при вимірюванні від кромки до протилежної кромки (тобто від лінії перетину двох лицевих поверхонь на одній стороні пристрою до відповідної лінії перетину на іншій стороні), і від 14,2 до 15 мм при вимірюванні від верха кнопки до протилежної нижньої плоскої лицевої поверхні.

Виріб, що генерує аерозоль, може містити елемент або елементи, які являють собою струмоприймач. Альтернативно або додатково, пристрій, що генерує аерозоль, може містити елемент або елементи, які являють собою струмоприймач. У даному контексті "елемент, який являє собою струмоприймач" позначає провідний елемент, що нагрівається при впливі на нього змінного магнітного поля. Це може бути результатом вихрових струмів, викликаних в елементі, який являє собою струмоприймач, та/або втрат на гістерезис. Переважно елемент, який являє бо собою струмоприймач, містить феромагнітний матеріал.

Елемент, який являє собою струмоприймач, переважно знаходиться в тепловій близькості до субстрату, що утворює аерозоль, при застосуванні, таким чином, що тепло, яке генерується в струмоприймачі, може передаватися за рахунок провідності або конвекції в субстрат, що утворює аерозоль, з метою генерування аерозолю.

Матеріал і геометрична форма елемента, який являє собою струмоприймач, можуть бути обрані таким чином, щоб надавати бажаний електричний опір і тепловиділення. Переважно елемент, який являє собою струмоприймач, має відносну проникність від 1 до 40000. Якщо бажано забезпечити впевнене використання вихрових струмів для більшої частини нагрівання, може застосовуватися матеріал з більш низькою проникністю, і якщо бажані ефекти гістерезису, то може застосовуватися матеріал з більш високою проникністю. Переважно, матеріал має відносну проникність від 500 до 40000. Це забезпечує ефективне нагрівання.

Матеріал елемента, який являє собою струмоприймач, може вибиратися на підставі своєї температури Кюрі. При температурі вище його температури Кюрі матеріал більше не буде феромагнітним, і тому не буде відбуватися нагрівання, викликане втратами на гістерезис. У випадку, якщо елемент, який являє собою струмоприймач, виконаний 3 одного однокомпонентного матеріалу, температура Кюрі може відповідати максимальній температурі, яку повинен мати елемент, який являє собою струмоприймач (інакше кажучи, температура Кюрі ідентична максимальній температурі, до якої має нагріватися елемент, який являє собою струмоприймач, або відхиляється від цієї максимальної температури приблизно на 1-3 95). Це зменшує можливість швидкого перегріву.

Якщо елемент, який являє собою струмоприймач, виконаний з більше ніж одного матеріалу, матеріали елемента, який являє собою струмоприймач, можуть бути оптимізовані відносно наступних аспектів. Наприклад, матеріали можуть бути вибрані таким чином, щоб перший матеріал елемента, який являє собою струмоприймач, міг мати температуру Кюрі, яка перевищує максимальну температуру, до якої має бути нагрітий елемент, який являє собою струмоприймач. Цей перший матеріал елемента, який являє собою струмоприймач, потім може бути оптимізований, наприклад, щодо максимального тепловиділення й теплопередачі в субстрат, що утворює аерозоль, для забезпечення ефективного нагрівання струмоприймача, з однієї сторони. Проте, елемент, який являє собою струмоприймач, також може додатково

Зо містити другий матеріал, що має температуру Кюрі, яка відповідає максимальній температурі, до якої має бути нагрітий струмоприймач, і коли елемент, який являє собою струмоприймач, досягає цієї температури Кюрі, магнітні властивості елемента, який являє собою струмоприймач, в цілому змінюються. Ця зміна може бути виявлена й повідомлена мікроконтролеру, який потім перериває роботу схеми управління до тих пір, поки температура знову не опуститься нижче температури Кюрі, після чого робота схеми управління може бути відновлена.

Елемент, який являє собою струмоприймач, може мати форму сітки. Якщо субстрат, що утворює аерозоль, являє собою рідину, сітка може бути виконана з можливістю утворення рідиною меніска в проміжках сітчастого елемента, який являє собою струмоприймач. Це забезпечує ефективне нагрівання субстрату, що утворює аерозоль. У даному контексті термін "сітка" охоплює решітки й матриці ниток, розташованих з інтервалами, і може включати ткані й неткані матеріали. Сітка може містити декілька феритових ниток. Нитки можуть обмежувати проміжки між нитками, і проміжки можуть мати ширину від 10 мкм до 100 мкм. Переважно нитки створюють капілярний ефект у проміжках, так що при застосуванні рідина, призначена для випаровування, втягується в проміжки, збільшуючи площу контакту між елементом, який являє собою струмоприймач, і рідиною.

Далі будуть докладно описані варіанти здійснення цього винаходу з посиланням на супровідні графічні матеріали, в яких: на фіг. 1 показаний варіант здійснення системи, що генерує аерозоль, яка містить пристрій, що генерує аерозоль, і виріб, що генерує аерозоль, згідно з варіантом здійснення даного винаходу; на фіг. 2 представлене схематичне зображення компонентів електричних компонентів системи, показаної на фіг. 1; на фіг. З представлене схематичне зображення електронної схеми подачі живлення відповідно до винаходу; на фіг. 4 проілюстровані напруги, що подаються до протилежних сторін схеми навантаження схемою управління; на фіг. 5а проілюстроване компонування електронної схеми подачі живлення згідно з варіантом здійснення винаходу;

на фіг. 505 проілюстровані компоненти схеми подачі живлення за фіг. ба, через які струм проходить протягом першого періоду часу; на фіг. 5с проілюстровані компоненти схеми подачі живлення за фіг. 5а, через які струм проходить протягом другого періоду часу; і на фіг. 6 проілюстроване альтернативне компонування електронної схеми подачі живлення.

На фіг. 1 показаний варіант здійснення системи, що генерує аерозоль, яка містить індукційний нагрівальний пристрій 1 згідно з винаходом. Індукційний нагрівальний пристрій 1 містить корпус 10 пристрою, який може бути виготовлений з пластика, і джерело живлення постійного струму, що містить батарею 110, яка перезаряджається. Індукційний нагрівальний пристрій 1 додатково містить стикувальний порт 12, що містить штифт 120 для стикування індукційного нагрівального пристрою із зарядною станцією або зарядним пристроєм для перезарядження батареї ПО, яка перезаряджається. Крім того, індукційний нагрівальний пристрій 1 містить електронну схему 13 подачі живлення, виконану з можливістю роботи на необхідній частоті.

Електронна схема 13 подачі живлення електрично з'єднана з батареєю 110, яка перезаряджається, за допомогою придатного електричного з'єднання 130. Також при тому, що електронна схема 13 подачі живлення містить додаткові компоненти, які не можна побачити на фіг. 1, вона містить, зокрема, коло індуктивно-ємнісного навантаження, яке, у свою чергу, містить індуктор Ї, що позначений пунктирними лініями на фіг. 1. Індуктор Ї розміщений усередині корпусу 10 пристрою в ближньому кінці корпусу 10 пристрою та оточує порожнину 14, яка також розташована в ближньому кінці корпусу 10 пристрою.

Індуктор Ї. може містити циліндричну індукційну котушку зі спіральним намотуванням, що має циліндричну форму. Циліндрична індукційна котушка Г! зі спіральним намотуванням може мати діаметр а в діапазоні від приблизно 5 мм до приблизно 10 мм і, зокрема, діаметр й може становити приблизно 8 мм. Довжина 1 циліндричної індукційної котушки зі спіральним намотуванням може знаходитись у діапазоні від приблизно 0,5 мм до приблизно 18 мм.

Відповідно, її внутрішній об'єм може знаходитись у діапазоні від приблизно 0,015 см до приблизно 1,3 см3.

Субстрат 20, що утворює аерозоль, містить струмоприймач 21 і розміщений в порожнині 14

Зо на ближньому кінці корпусу 10 пристрою таким чином, щоб під час роботи індуктор Ї. (циліндрична індукційна котушка зі спіральним намотуванням) був індукційно з'єднаний зі струмоприймачем 21 субстрату 20, що утворює аерозоль, курильного виробу 2.

Струмоприймач 21 не обов'язково має утворювати частину витратного матеріалу, і він може бути частиною самого пристрою. Також можлива наявність елементів, які являють собою струмоприймач, як у пристрої, так і у витратному матеріалі.

Фільтрувальна частина 22 курильного виробу 2 може бути розташована зовні порожнини 14 індукційного нагрівального пристрою 1 таким чином, щоб при експлуатації споживач міг втягувати аерозоль через фільтрувальну частину 22. Коли курильний виріб витягнуто з порожнини 14, порожнину 14 можна легко очистити, оскільки, за винятком відкритого дальнього кінця, через який вставляється субстрат 20, що утворює аерозоль, курильного виробу 2, порожнина повністю закрита й оточена внутрішніми стінками пластикового корпусу 10 пристрою, що утворюють порожнину 14.

На фіг. 2 зображена блок-схема варіанта здійснення системи подачі аерозолю, що містить індукційний нагрівальний пристрій 1 згідно з винаходом, також містить деякі необов'язкові елементи або компоненти, як буде описано нижче. Індукційний нагрівальний пристрій 1 разом із субстратом 20, що утворює аерозоль, який містить струмоприймач 21, утворює варіант здійснення системи подачі аерозолю згідно з винаходом. Блок-схема, показана на фіг. 2, є ілюстрацією, приведеною з урахуванням способу експлуатації. Як можна побачити, індукційний нагрівальний пристрій 1 містить джерело 11 живлення постійного струму (на фіг. 1 містить батарею 110, яка перезаряджається), електронну схему 131 керування (мікропроцесорний блок керування), перетворювач 132 постійного струму на змінний (виконаний у вигляді зворотного перетворювача постійного струму на змінний), узгоджувальне коло 133 для адаптації до навантаження й індуктор Ї. Все з електронної схеми 131 керування, перетворювача 132 постійного струму на змінний і узгоджу вального кола 133, а також індуктора Ї є частиною електронної схеми 13 подачі живлення (див. фіг. 1).

Напруга (МОС) постійного струму і сила постійного струму (ІС), отримуваного від джерела 11 живлення постійного струму, подаються каналами зворотного зв'язку на мікропроцесорний блок 131 керування переважно за допомогою виміру як напруги (МОС) постійного струму, так і сили постійного струму (І0С), що надходить від джерела 11 живлення постійного струму, для 60 керування додатковою подачею змінного струму в коло індуктивно-ємнісного навантаження.

Узгоджувальне коло 133 може бути передбачене для оптимальної адаптації до навантаження, але воно не є обов'язковим і не включене в опис наступних детальних прикладів.

На фіг. З показані деякі основні компоненти електронної схеми 13 подачі живлення і, зокрема, зворотного перетворювача 132 постійного струму на змінний. Електронна схема 13 подачі живлення містить навантажувальну гілку 1320, яка, у свою чергу, містить коло 1323 індуктивно-ємнісного навантаження, виконане з можливістю роботи за низького навантаження В 1324. Опір А 1234, показаний на фіг. З, не є реальним компонентом; він є еквівалентним послідовним опором струмоприймача в котушці. Коло індуктивно-ємнісного навантаження містить конденсатор С і індуктор ГІ (який має омічний опір ВсоїЇ), з'єднані послідовно. Коло 1323 індуктивно-ємнісного навантаження під час роботи індукційно з'єднане зі струмоприймачем.

У даному варіанті здійснення зворотний перетворювач постійного струму на змінний містить лівий засіб О; управління і правий засіб Ю2 управління, з'єднані з протилежними кінцями кола 1320 навантаження. Кожний із лівого засобу управління і правого засобу управління з'єднаний з джерелом живлення постійного струму і з колом 1320 навантаження, яке має першу клему на першій стороні і другу клему на другій стороні. На фіг. З зображені два окремих джерела живлення постійного струму, але зазвичай як лівий, так і правий засобі управління з'єднані з тим самим джерелом живлення.

Лівий засіб 0; управління виконаний з можливістю подачі напруги Мв з першою періодичною формою хвилі до навантажувальної гілки 1320 з обраною частотою Е і має амплітуду, що знаходиться в діапазоні від першого значення до другого значення, меншого за перше значення. Подібним чином, правий засіб ЮО2 управління виконаний з можливістю подачі напруги

Мі з другою формою хвилі до навантажувальної гілки 1320 і має по суті таку саму частоту Е, що і напруга з першою формою хвилі, і подібним чином, має амплітуду, що знаходиться в діапазоні від першого відповідного значення до другого відповідного значення, меншого за перше значення.

Приклад першої і другої періодичних форм хвилі схематично проілюстрований на фіг. 4.

Можна бачити, що дві форми хвилі являють собою квадратні хвилі, які безпосередньо не збігаються за фазою (або знаходяться у протилежній фазі) одна з одною. Оскільки квадратні хвилі подають з протилежних кінців кола навантаження, вони забезпечують падіння напруги в

Зо колі навантаження в протилежних напрямках. Падіння напруги має протилежну полярність відносно одне одного, при цьому протилежна полярність у даному контексті стосується відносного положення сторін високої і низької напруги, а не вимог стосовно позитивної напруги і негативної напруги. Завдяки застосуванню таким чином імпульсів напруги поперемінно з кожної сторони кола навантаження, напруга змінного струму ефективно подається на індуктор, і потужність може ефективно розсіюватися в колі навантаження і, зокрема, в елементі, який являє собою струмоприймач.

Існує декілька способів, за допомогою яких компонування, показане на фіг. З, може бути реалізоване для надання профілю напруги, як проілюстровано на фіг. 4. На фіг. 5а проілюстрований перший варіант здійснення, в якому правий і лівий засіб управління разом із колом навантаження утворюють підсилювачі класу Ю. Зокрема, кожний із засобів управління містить пару транзисторних перемикачів Ті, Т2 і Тз, Т4, послідовно з'єднані з джерелом живлення постійного струму. Коло 1323 навантаження з'єднане з лівим засобом управління в положенні між двома транзисторними перемикачами Т'| і Т». Коло 1323 навантаження з'єднане з правим засобом управління в положенні між двома транзисторними перемикачами Тз і Та. Коло навантаження ефективно застосовується разом двома підсилювачами класу 0.

Транзисторні перемикачі являють собою польові транзистори (РЕТ) і керуються електронною схемою керування із забезпеченням форми хвилі, як проілюстровано на фіг. 4.

Електронна схема керування подає високочастотну змінну напругу 1321, 1322, 1325, 1326 перемикання на затвор кожного з транзисторів таким чином, що в одну половину періоду проводять транзистори Ті і Тз, а транзистори Те і Т4 вимкнені, а в другу половину періоду проводять транзистори Тег і Та, а транзистори Ті і Тз вимкнені. На фіг. 505 проілюстроване з'єднання індуктора Ї з блоком живлення в першу половину періоду, при цьому проводять транзистори Ті і Тз. Компонування, показане на фіг. 50, може розглядатися як таке, що містить першу схему управління, яка працює для забезпечення в колі навантаження першого періодичного падіння напруги. На фіг. 5с проілюстроване з'єднання індуктора | з блоком живлення в другу половину періоду, при цьому проводять транзистори Т»: і Та. Компонування, показане на фіг. 5с, може розглядатися як таке, що містить другу схему управління, яка працює для забезпечення в колі навантаження другого періодичного падіння напруги за такої самої частоти, що і перше періодичне падіння напруги, але з протилежною полярністю і бо безпосередньо не у фазі з першою періодичною напругою.

Зрозуміло, можливе забезпечення періодичних падінь напруги, які відрізняються від тих, що показані на фіг. 4. Зокрема, варіанти кривини можуть мати коефіцієнт наповнення менше ніж 50 95. Слід розуміти, що імпульси Ме і Мі напруги переважно не перекривають один одного у часі для запобігання проходженню через транзистори Ті і Т2 або Тз і Т4 високого і потенційно небезпечного струму.

На фіг. 6 проілюстроване альтернативне компонування для виконання топології, показаної на фіг. 3, із застосуванням конфігурації підсилювача класу Е замість конфігурації підсилювача класу 0. У компонуванні за фіг. 6 лівий засіб управління разом із колом навантаження утворює перший підсилювач класу Е, а правий засіб управління разом із колом навантаження утворює другий підсилювач класу Е. Кожний підсилювач класу Е містить окремий перемикач ЕГЕТ.

Керування перемикачем Т5 в лівому засобі управління відбувається за допомогою високочастотної напруги 1327 перемикання, а керування перемикачем Тє в правому засобі управління відбувається за допомогою високочастотної напруги 1328 перемикання. Напруги 1327 і 1328 перемикання знаходяться не у фазі одна з одною для забезпечення двох напруг Мі

Ма з періодичною формою хвилі, які безпосередньо не збігаються за фазою, що наведено як приклад на фіг. 4.

Слід розуміти, що можливі й інші форми схеми управління. Наприклад, можлива наявність компонування із застосуванням правого засобу управління, показаного на фіг. Ба, і лівого засобу управління, показаного на фіг. б, або із застосуванням лівого засобу управління, показаного на фіг. 5а, і правого засобу управління, показаного на фіг. 6. Інші форми резонансної схеми перемикання можуть також використовуватися як правий і лівий засоби управління.

Claims (15)

ФОРМУЛА ВИНАХОДУ

1. Пристрій, що генерує аерозоль, який містить: одне або більше джерел живлення постійного струму; коло навантаження, що містить індуктор і конденсатор, з'єднані послідовно; першу схему управління, з'єднану з одним або більше джерелами живлення постійного струму і з'єднану в колі навантаження, а також виконану з можливістю забезпечення першого падіння Зо напруги в колі навантаження; другу схему управління, з'єднану з одним або більше джерелами живлення постійного струму і з'єднану в колі навантаження, а також виконану з можливістю забезпечення другого падіння напруги в колі навантаження, при цьому друге падіння напруги відбувається у протилежному напрямку відносно першого падіння напруги; і контролер, з'єднаний з першою і другою схемами управління і виконаний з можливістю керування першою і другою схемами управління таким чином, щоб періодично забезпечувати обидва з першого і другого падінь напруги в колі навантаження, і таким чином, щоб не забезпечувати друге падіння напруги в колі навантаження одночасно з першим падінням напруги.

2. Пристрій, що генерує аерозоль, за п. 1, який відрізняється тим, що контролер виконаний таким чином, щоб періодично забезпечувати першу напругу з першою частотою, і таким чином, щоб періодично забезпечувати другу напругу по суті з такою самою частотою.

3. Пристрій, що генерує аерозоль, за п. 1 або п. 2, який відрізняється тим, що перша схема управління і друга схема управління складаються з правого і лівого засобів управління, при цьому компоненти схеми, з'єднані з одним кінцем кола навантаження, утворюють правий засіб управління, і компоненти схеми, з'єднані з іншим кінцем кола навантаження, утворюють лівий засіб управління, і при цьому кожний із правого і лівого засобів управління містить схему перемикання.

4. Пристрій, що генерує аерозоль, за п. 3, який відрізняється тим, що правий засіб управління разом із колом навантаження утворює перший підсилювач потужності, і при цьому лівий засіб управління разом із колом навантаження утворює другий підсилювач потужності.

5. Пристрій, що генерує аерозоль, за п. 4, який відрізняється тим, що перший підсилювач потужності або другий підсилювач потужності, або як перший підсилювач потужності, так і другий підсилювач потужності являють собою підсилювач класу 0.

6. Пристрій, що генерує аерозоль, за п. 4 або п. 5, який відрізняється тим, що перший підсилювач потужності або другий підсилювач потужності, або як перший підсилювач потужності, так і другий підсилювач потужності являють собою підсилювач класу Е.

7. Пристрій, що генерує аерозоль, за будь-яким із попередніх пунктів, який відрізняється тим, що контролер виконаний з можливістю подачі другої напруги, що безпосередньо не збігається 60 за фазою з першою напругою.

8. Пристрій, що генерує аерозоль, за будь-яким із попередніх пунктів, який відрізняється тим, що одне або більше джерел живлення постійного струму містять батарею, з'єднану з обома з першої і другої схем управління.

9. Пристрій, що генерує аерозоль, за п. 8, який відрізняється тим, що батарея являє собою батарею, яка перезаряджається.

10. Пристрій, що генерує аерозоль, за будь-яким із попередніх пунктів, який відрізняється тим, що містить корпус, який містить одне або більше джерел живлення постійного струму, коло навантаження, першу і другу схеми управління і контролер, при цьому корпус утворює порожнину для розміщення субстрату, що утворює аерозоль, і при цьому пристрій виконаний з можливістю індукційного нагрівання субстрату, що утворює аерозоль.

11. Пристрій, що генерує аерозоль, за п. 10, який відрізняється тим, що індуктор являє собою котушку, розташовану суміжно з порожниною або оточує Її.

12. Пристрій, що генерує аерозоль, за будь-яким із попередніх пунктів, який відрізняється тим, що пристрій являє собою пристрій, утримуваний у руці.

13. Система, що генерує аерозоль, яка містить пристрій, що генерує аерозоль, за будь-яким із попередніх пунктів, і виріб, що генерує аерозоль, який містить субстрат, що утворює аерозоль, при цьому виріб, що генерує аерозоль, виконаний з можливістю щонайменше часткового розміщення в пристрої, що генерує аерозоль.

14. Система, що генерує аерозоль, за п. 13, яка відрізняється тим, що виріб, що генерує аерозоль, містить матеріал, який являє собою струмоприймач.

15. Система, що генерує аерозоль, за п. 13 або п. 14, яка відрізняється тим, що субстрат, що утворює аерозоль, містить тютюновмісний матеріал, який містить леткі смакоароматичні сполуки тютюну, які вивільняються із субстрату при нагріванні. Е ю Ше | і ю м я нання я Ж т й Й шк нн ши ОСБСКЯ / / ни п и о а: і у І. І 19 16 їз

Фіг. 1 вч Урсз пе М Ї Джервю | хі й Зворотний перетеом тонах і А іСтрумоврнйсяе посійнаго й МС А ріевч поеінвого Узнподжувальне я Індуктор Г Янох струму ! И | струму валниий у | щи 1 й ! / хе ЮА. ( ; М ? у Є у НН 151 АС 152 333 Її. 23

Фіг. 2