Система утворення аерозолю із засобами для контролювання витрачання рідкого субстрату

Номер патенту: 110631

Опубліковано: 25.01.2016

Автор: Флік Жан-Марк

Є ще 10 сторінок.

Дивитися все сторінки або завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

1. Електрично керована система утворення аерозолю, придатна до вміщення аерозолетвірного субстрату, яка включає в себе:

вмістище для рідини, призначене для зберігання рідкого аерозолетвірного субстрату;

електричний нагрівач, який включає в себе щонайменше один нагрівальний елемент для нагрівання рідкого аерозолетвірного субстрату; та

електричну схему, виконану з можливістю контролювання активування електричного нагрівача та оцінювання кількості рідкого аерозолетвірного субстрату, який залишився у згаданому вмістищі для рідини, виходячи зі згаданого контрольованого активування.

2. Електрично керована система утворення аерозолю за п. 1, яка відрізняється тим, що електрична схема виконана так, щоб оцінювати витрачену кількість рідкого аерозолетвірного субстрату та віднімати цю витрачену кількість від відомої початкової кількості для надання оцінки кількості рідкого аерозолетвірного субстрату, яка залишилася у вмістищі для рідини.

3. Електрично керована система утворення аерозолю за п. 1 або п. 2, яка відрізняється тим, що електрична схема виконана так, щоб контролювати активування електричного нагрівача шляхом контролювання температури або опору нагрівального елемента протягом часу для оцінювання витраченої кількості аерозолетвірного субстрату.

4. Електрично керована система утворення аерозолю за п. 3, яка відрізняється тим, що електрична схема виконана так, щоб оцінювати витрачену кількість аерозолю на основі першого рівняння, яке пов'язує температуру або опір нагрівального елемента з витрачанням аерозолетвірного субстрату до першого граничного значення температури або опору, та на основі другого рівняння, яке пов'язує температуру або опір нагрівального елемента з витрачанням аерозолетвірного субстрату вище першого граничного значення температури або опору.

5. Електрично керована система утворення аерозолю за п. 4, яка відрізняється тим, що друге рівняння залежить від підведеної до нагрівального елемента потужності.

6. Електрично керована система утворення аерозолю за п. 4 або п. 5, яка відрізняється тим, що перше рівняння не залежить від підведеної до нагрівального елемента потужності.

7. Електрично керована система утворення аерозолю за п. 4, п. 5 або п. 6, яка відрізняється тим, що перше граничне значення являє собою температуру кипіння рідкого аерозолетвірного субстрату.

8. Електрично керована система утворення аерозолю за будь-яким із пп. 4-7, яка відрізняється тим, що перше та друге рівняння збережені в згаданій електричній схемі.

9. Електрично керована система утворення аерозолю за п. 8, яка відрізняється тим, що в електричній схемі збережена множина різних перших та других рівнянь для застосування із різними композиціями рідкого аерозолетвірного субстрату та при різних рівнях потужності.

10. Електрично керована система утворення аерозолю за будь-яким із попередніх пунктів, яка відрізняється тим, що електрична схема виконана так, щоб вимірювати електричний опір згаданого щонайменше одного нагрівального елемента з метою встановлення температури цього нагрівального елемента, виходячи з цього виміряного електричного опору.

11. Електрично керована система утворення аерозолю за будь-яким із попередніх пунктів, яка відрізняється тим, що додатково включає в себе капілярний ґніт для переміщення рідкого аерозолетвірного субстрату зі вмістища для рідини до електричного нагрівача.

12. Спосіб оцінювання кількості рідкого аерозолетвірного субстрату у вмістищі для рідини системи утворення аерозолю, який включає:

надання електрично керованої системи утворення аерозолю, яка включає в себе вмістище для рідини, призначене для зберігання рідкого аерозолетвірного субстрату, та електричний нагрівач, який включає в себе щонайменше один нагрівальний елемент для нагрівання рідкого аерозолетвірного субстрату; та контролювання активування електричного нагрівача й оцінювання кількості рідкого аерозолетвірного субстрату, який залишився у вмістищі для рідини, виходячи з контрольованого активування.

13. Машинозчитуваний носій даних із розміщеною на ньому комп'ютерною програмою, яка при її виконанні програмовною електричною схемою для електрично керованої системи утворення аерозолю спричиняє виконання цією програмовною електричною схемою способу за п. 12.

Текст

Реферат: Запропонована електрично керована система (100) утворення аерозолю для вміщення аерозолетвірного субстрату (115). Ця система включає в себе вмістище (113) для рідини, призначене для зберігання рідкого аерозолетвірного субстрату, електричний нагрівач (119), який включає в себе щонайменше один нагрівальний елемент для нагрівання рідкого аерозолетвірного субстрату, та електричну схему (109), виконану так, щоб контролювати активування електричного нагрівача та оцінювати кількість рідкого аерозолетвірного субстрату, який залишився у вмістищі для рідини, виходячи з контрольованого активування. Також запропонований спосіб для електрично керованої системи утворення аерозолю, яка включає в себе вмістище для рідини, призначене для зберігання рідкого аерозолетвірного субстрату, та електричний нагрівач, який включає в себе щонайменше один нагрівальний елемент для нагрівання рідкого аерозолетвірного субстрату, цей спосіб включає: контролювання активування електричного нагрівача й оцінювання кількості рідкого аерозолетвірного субстрату, який залишився у вмістищі для рідини, виходячи з цього контрольованого активування. UA 110631 C2 (12) UA 110631 C2 UA 110631 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Цей винахід має відношення до електрично керованої системи утворення аерозолю. Зокрема, цей винахід має відношення до електрично керованої системи утворення аерозолю, в якій аерозолетвірний субстрат є рідким і міститься у вмістищі для рідини. В WO2007/078273 розкрите електричне курильне приладдя. Рідина зберігається у вмістищі, яке сполучається через декілька невеликих отворів із випарником нагрівача, який живиться від батареї живлення. Нагрівач виконаний у вигляді спірально закрученого електричного нагрівача, змонтованого на електроізоляційній опорі. Під час користування споживач активує нагрівач шляхом ввімкнення губами блока батарейного живлення. Смоктання споживачем мундштука спричинює проходження повітря крізь отвори у вмістищі над випарником нагрівача в мундштук, а потім у ротову порожнину споживача. Відомі електрично керовані системи утворення аерозолю, включно зі згаданою вище курильною системою, мають численні переваги, водночас залишаючи можливості для вдосконалення конструкції, зокрема, стосовно поводження з рідким аерозолетвірним субстратом, який зберігається у вмістищі для рідини. За першим аспектом цього винаходу запропонована електрично керована система утворення аерозолю для вміщення аерозолетвірного субстрату, яка включає в себе: вмістище для рідини, призначене для зберігання рідкого аерозолетвірного субстрату; електричний нагрівач, який включає в себе щонайменше один нагрівальний елемент для нагрівання згаданого рідкого аерозолетвірного субстрату; та електричну схему, виконану так, щоб контролювати активування електричного нагрівача та оцінювати кількість рідкого аерозолетвірного субстрату, який залишився у вмістищі для рідини, виходячи з цього контрольованого активування. Система утворення аерозолю виконана так, щоб випаровувати аерозолетвірний субстрат з утворенням аерозолю. Як відомо фахівцям в цій галузі, аерозоль являє собою суспензію твердих частинок або рідких крапель у газі, такому як повітря. Активування електричного нагрівача можна контролювати декількома способами, наприклад, шляхом контролювання температури нагрівального елемента протягом часу, опору нагрівального елемента протягом часу, підведеної до нагрівача потужності протягом часу, або комбінації двох або більше з цих параметрів. За варіантом, якому віддається перевага, електрична схема виконана так, щоб оцінювати витрачену кількість рідкого аерозолетвірного субстрату та віднімати цю витрачену кількість від відомої початкової кількості для надання оцінки кількості рідкого аерозолетвірного субстрату, яка залишилася у вмістищі для рідини. За варіантом, якому віддається перевага, електрична схема виконана так, щоб контролювати активування електричного нагрівача шляхом контролювання температури або опору нагрівального елемента протягом часу для оцінювання витраченої кількості аерозолетвірного субстрату. За варіантом, якому віддається перевага, електрична схема виконана так, щоб оцінювати витрачену кількість аерозолю на основі першого рівняння, яке пов'язує температуру нагрівального елемента або опір нагрівального елемента з витрачанням аерозолетвірного субстрату до першого граничного значення температури або опору, та на основі другого рівняння, яке пов'язує температуру нагрівального елемента або опір нагрівального елемента з витрачанням аерозолетвірного субстрату вище першого граничного значення температури або опору. За варіантом, якому віддається перевага, друге рівняння є лінійним. За варіантом, якому віддається перевага, друге рівняння залежить від підведеної до нагрівального елемента потужності. Друге рівняння за варіантом, якому віддається перевага, враховує термодифузію крізь аерозолетвірний субстрат та крізь будь-який елемент, який вміщує аерозолетвірний субстрат. За варіантом, якому віддається перевага, перше рівняння є нелінійним. За варіантом, якому віддається перевага, перше рівняння не залежить від підведеної до нагрівального елемента потужності. Перше рівняння за варіантом, якому віддається перевага, враховує ентальпію випаровування рідкого аерозолетвірного субстрату. Перше граничне значення залежить від композиції рідкого аерозолетвірного субстрату. За варіантом, якому віддається перевага, перше граничне значення являє собою температуру кипіння рідкого аерозолетвірного субстрату, а за варіантом, якому віддається більша перевага, – температуру кипіння рідкого аерозолетвірного субстрату при атмосферному тиску. Перше рівняння та друге рівняння також залежать від композиції рідкого аерозолетвірного субстрату, так само як від специфічних властивостей системи, таких як її розміри та властивості її матеріалу, та від підведеної до нагрівача потужності. Внаслідок цього перше та друге рівняння виводять емпірично та зберігають в електричній схемі. В цій електричній схемі може зберігатися 1 UA 110631 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 множина різних рівнянь для застосування із різними композиціями рідкого аерозолетвірного субстрату та при різних рівнях потужності. Звичайно, як альтернатива двом рівнянням для моделювання взаємозв'язку між температурою або опором та витрачанням субстрату може бути використане єдине більш складне рівняння, яке виводиться шляхом кореляції з емпірично отриманими даними для споживання субстрату. Альтернативно при необхідності можуть використовуватися три або більше рівнянь. Однак винахідники знайшли, що для точного розрахунку витрачання рідкого субстрату зміну температури нагрівального елемента слід розглядати, так само як і відмінності в протіканні випаровування, вище та нижче температури кипіння рідкого субстрату. Також бажано надати різні моделі для різних рівнів підведеної до нагрівача потужності. Споряджанню згаданої системи електричною схемою для визначення кількості рідкого аерозолетвірного субстрату у вмістищі для рідини віддається перевага з ряду причин. Наприклад, якщо вмістище для рідини є порожнім або майже порожнім, то до нагрівача може подаватися недостатня кількість рідкого аерозолетвірного субстрату. Це може означати, що створений аерозоль не має потрібних властивостей, наприклад, розміру частинок аерозолю. В результаті цього споживач може отримати неприємні відчуття. Крім того, якщо існує можливість визначення того, чи є вмістище для рідини порожнім або майже порожнім, то існує можливість повідомити про це споживача. Після цього споживач може підготуватися до заміни або повторного заповнення вмістища для рідини. Для рідкого аерозолетвірного субстрату певні фізичні властивості, наприклад, тиск пари або в'язкість субстрату, вибирають таким чином, щоб цей субстрат був придатним для використання у системі утворення аерозолю. За варіантом, якому віддається перевага, рідина включає в себе тютюнвмісні матеріали, які містять леткі ароматичні і смакові речовини тютюну, які вивільняються зі згаданої рідини в результаті нагрівання. Як альтернативний варіант або на додаток до цього, рідина може містити речовини нетютюнового походження. Рідина може містити воду, етанол або інші розчинники, екстракти рослин, розчини нікотину та ароматичні і смакові речовини природного і штучного походження. За варіантом, якому віддається перевага, рідина, крім того, містить аерозолеутворювач. Прикладами прийнятних аерозолеутворювачів є гліцерин та пропіленгліколь. Перевага впровадження вмістища для рідини полягає в тому, що рідина у вмістищі для рідини захищена від навколишнього повітря. У деяких варіантах здійснення цього винаходу навколишнє світло також не може потрапити у вмістище для рідини, так що можна уникнути ризику розкладання рідини внаслідок дії світла. Крім того, може підтримуватися високий рівень гігієни. Якщо вмістище для рідини є непридатним для повторного заповнення та рідина у вмістищі для рідини була використана або її кількість зменшилась до заздалегідь визначеного граничного значення, то вмістище для рідини має бути замінене споживачем. Під час такої заміни необхідно запобігти забрудненню споживача рідиною. В альтернативному варіанті здійснення вмістище для рідини може бути придатним для повторного заповнення. В цьому випадку, якщо кількість рідкого аерозолетвірного субстрату у вмістищі для рідини зменшилась до заздалегідь визначеного граничного значення, то вмістище для рідини може бути повторно заповнене. За варіантом, якому віддається перевага, вмістище для рідини розраховано на зберігання рідини для заздалегідь визначеної кількості затягувань або циклів нагрівання. Електричний нагрівач може включати в себе єдиний нагрівальний елемент. Альтернативно електричний нагрівач може включати в себе більше ніж один нагрівальний елемент, наприклад, два, або три, або чотири, або п'ять, або шість, або більше нагрівальних елементів. Нагрівальний елемент або нагрівальні елементи можуть бути розташовані так, щоб найбільш ефективно нагрівати аерозолетвірний субстрат. Щонайменше один електричний нагрівальний елемент за варіантом, якому віддається перевага, включає в себе електрорезистивний матеріал. До прийнятних електрорезистивних матеріалів належать, але без обмеження ними: напівпровідники, такі як легована кераміка, електропровідна кераміка (така як, наприклад, дисиліцид молібдену), вуглець, графіт, метали, металеві сплави, а також композиційні матеріали, виготовлені з керамічного матеріалу та матеріалу з металічними властивостями. Такі композиційні матеріали можуть містити леговану або нелеговану кераміку. Прикладами прийнятної легованої кераміки є леговані карбіди кремнію. Прикладами прийнятних металів є титан, цирконій, тантал і метали платинової групи. Прикладами прийнятних металевих сплавів є нержавіюча сталь, константан, нікель-, кобальт-, хром-, алюміній-, титан-, цирконій-, гафній-, ніобій-, молібден-, тантал-, вольфрам-, олово-, галій-, марганець- та залізовмісні сплави, а також жароміцні сплави на основі нікелю, заліза, кобальту, неіржавіючої сталі, сплав Timetal, сплави на основі заліза та алюмінію, а також сплави на основі заліза, марганцю та алюмінію. Timetal є зареєстрованим товарним знаком, 2 UA 110631 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 який належить Titanium Metals Corporation. До складу композиційних матеріалів електрорезистивний матеріал факультативно може бути введений інкапсульованим або вкритим оболонкою з ізолювального матеріалу, або навпаки, залежно від кінетики перенесення енергії та бажаних зовнішніх фізико-хімічних властивостей. Нагрівальний елемент може включати в себе металеву піддану травленню фольгу, ізольовану між двома шарами інертного матеріалу. У цьому випадку інертний матеріал може включати в себе Kapton , суцільно поліімідну або слюдяну фольгу. Kapton є зареєстрованим товарним знаком, який належить E.I. du Pont de Nemours and Company. Щонайменше один електричний нагрівальний елемент може мати будь-яку прийнятну форму. Наприклад, щонайменше один електричний нагрівальний елемент може мати форму нагрівального леза. Альтернативно щонайменше один електричний нагрівальний елемент може набувати форми корпусу або підкладки з окремих частин, які мають різні електропровідні властивості, або форму електрорезистентної металевої трубки. Вмістище для рідини може включати в себе одноразовий нагрівальний елемент. Альтернативно також може бути прийнятним варіант здійснення, в якому одна або більше нагрівальних голок або стрижнів простягаються крізь рідкий аерозолетвірний субстрат. Альтернативно щонайменше один електричний нагрівальний елемент може включати в себе гнучкий лист матеріалу. Інші альтернативні варіанти включають в себе нагрівальний дріт або нитку розжарення, наприклад, дріт з платини, вольфраму, сплаву Ni-Cr (нікель-хром) або іншого сплаву, або нагрівальну пластину. Факультативно нагрівальний елемент може бути вкладеним у жорсткий несучий матеріал або розміщеним на ньому. Щонайменше один електричний нагрівальний елемент може включати в себе поглинач тепла або тепловий акумулятор, який включає в себе матеріал, здатний абсорбувати та зберігати тепло, і потім через деякий час вивільнювати це тепло для нагрівання аерозолетвірного субстрату. Поглинач тепла може бути виготовлений з будь-якого прийнятного матеріалу, такого як прийнятний металевий або керамічний матеріал. За варіантом, якому віддається перевага, цей матеріал має велику теплоємність (матеріал, здатний до накопичення відчутного тепла), або являє собою матеріал, здатний до абсорбування та вивільнення через деякий час тепла за допомогою оборотного процесу, такого як високотемпературний фазовий перехід. Прийнятними матеріалами, здатними до накопичення відчутного тепла, є силікагель, глинозем, вуглець, скляна мата, скловолокно, мінерали, сплав або метал, такий як алюміній, срібло або свинець, та целюлозний матеріал, такий як папір. Іншим прийнятними матеріалами, які вивільнюють тепло за допомогою оборотного фазового переходу, є парафін, ацетат натрію, нафталін, віск, поліетиленоксид, метал, сіль металу, суміш евтектичних солей або сплав. Поглинач тепла або тепловий акумулятор може бути розташований так, щоб знаходитись у прямому контакті з рідким аерозолетвірним субстратом і мати змогу передавати накопичене тепло безпосередньо до субстрату. Альтернативно тепло, збережене у поглиначі тепла або тепловому акумуляторі, може бути перенесене до аерозолетвірного субстрату за допомогою провідника тепла, такого як металева трубка. Щонайменше один нагрівальний елемент може нагрівати аерозолетвірний субстрат за допомогою провідності. Цей нагрівальний елемент може принаймні частково контактувати із субстратом. Альтернативно тепло від нагрівального елемента може бути проведено до субстрату за допомогою теплопровідного елемента. Альтернативно щонайменше один нагрівальний елемент може передавати тепло у вхідне навколишнє повітря, яке просмоктують через електрично керовану систему утворення аерозолю під час її використання, яке, в свою чергу, нагріває аерозолетвірний субстрат. Навколишнє повітря може бути піддане нагріванню перед його проходженням крізь аерозолетвірний субстрат. Альтернативно навколишнє повітря може бути спочатку просмоктане крізь рідкий субстрат, а потім піддане нагріванню. За варіантом, якому віддається перевага, електрично керована система утворення аерозолю додатково включає в себе капілярний гніт для переміщення рідкого аерозолетвірного субстрату із вмістища для рідини до електричного нагрівача. За варіантом, якому віддається перевага, капілярний гніт розташований так, щоб він контактував із рідиною у вмістищі для рідини. За варіантом, якому віддається перевага, капілярний гніт простягається у вмістище для рідини. У цьому випадку при використанні рідина переноситься із вмістища для рідини до електричного нагрівача під дією капілярних сил у капілярному гноті. В одному з варіантів здійснення цього винаходу капілярний гніт має перший кінець та другий кінець, перший кінець простягається у вмістище для рідини для контактування у ньому з рідиною, а електричний нагрівач виконаний так, щоб нагрівати рідину на другому кінці. Коли нагрівач увімкнений, рідина на другому кінці капілярного гнота випаровується згаданим 3 UA 110631 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 щонайменше одним нагрівальним елементом нагрівача з утворенням перенасиченої пари. Перенасичена пара перемішується з повітрям та переноситься потоком повітря. Під час руху потоку повітря ця пара конденсується з утворенням аерозолю, й цей аерозоль спрямовується у ротову порожнину споживача. Рідкий аерозолетвірний субстрат має фізичні властивості, включаючи в'язкість і поверхневий натяг, які надають можливість переміщення цієї рідини крізь капілярний гніт під дією капілярних сил. Капілярний гніт може мати волокнисту або губчасту структуру. За варіантом, якому віддається перевага, капілярний гніт включає в себе пучок капілярів. Наприклад, капілярний гніт може включати в себе множину волокон або ниток, або інших трубчастих елементів з невеликим діаметром отвору. Волокна або нитки можуть бути загалом вирівняні у поздовжньому напрямку системи утворення аерозолю. Альтернативно капілярний гніт може включати в себе губкоподібний або піноподібний матеріал, якому надана форма стрижня. Цей стрижень може простягатись у повздовжньому напрямку системи утворення аерозолю. Структура гнота утворює множину невеликих отворів або трубок, через які рідина може бути переміщена під дією капілярних сил. Капілярний гніт може включати в себе будь-який прийнятний матеріал або комбінацію матеріалів. Прикладами прийнятних матеріалів є капілярні матеріали, наприклад, губчастий або спінений матеріал, матеріали на основі кераміки або графіту у формі волокнин або спечених порошків, спінений матеріал із металічними властивостями або спінена пластмаса, волокнистий матеріал, наприклад, виготовлений із прядених або екструдованих волокон, таких як ацетатцелюлозні волокна, поліефірні волокна, волокна зі зв'язаних поліолефінів, поліетиленові волокна, териленові волокна або поліпропіленові волокна, нейлонові волокна або кераміка. Капілярний гніт може мати будь-яку прийнятну капілярність та пористість, щоб бути придатним до використання з рідинами, які мають різні фізичні властивості. Рідина має фізичні властивості, включаючи, але без обмеження ними, в'язкість, поверхневий натяг, густину, теплопровідність, температуру кипіння та тиск пари, які надають можливість переміщення цієї рідини крізь капілярний пристрій під дією капілярних сил. За варіантом, якому відається перевага, щонайменше один нагрівальний елемент виконаний у вигляді нагрівального дроту або нитки розжарення, яка знаходиться навколо капілярного гніту та факультативно є опорою для нього. Капілярні властивості гнота у поєднанні з властивостями рідини забезпечують постійну вологість гнота в зоні нагрівання. Якщо гнот є сухим, це може призвести до перегріву. Тому наданню капілярного гнота може віддаватися перевага, оскільки це надає можливість вимірювання цього перегріву, яке, у свою чергу, може надати можливість визначення того, що кількість рідкого аерозолетвірного субстрату у вмістищі для рідини зменшилася до заздалегідь визначеного граничного значення. Капілярний гніт і нагрівач та факультативне вмістище для рідини можуть бути відокремлюваними від системи утворення аерозолю у вигляді єдиної складової частини. В одному з варіантів здійснення цього винаходу електрична схема включає в себе датчик для виявлення повітряного струменя, який свідчить про те, що користувач робить затягування. У такому випадку за варіантом, якому віддається перевага, електрична схема виконана так, щоб забезпечувати надходження імпульсу електричного струму до електричного нагрівача при заздалегідь визначеній потужності у випадку, коли датчик визначає, що користувач робить затягування. Періодичність імпульсу електричного струму може бути встановлена заздалегідь, залежно від того, яку кількість рідини бажано випаровувати. Задля забезпечення цього перевага віддається варіанту, відповідно до якого електрична схема є програмовною. У цьому варіанті здійснення електрична схема може бути виконана так, щоб контролювати загальний час тривалості імпульсів електричного струму та виходячи з цього контрольованого загального часу прогнозувати момент, коли кількість рідкого аерозолетвірного субстрату у вмістищі для рідини зменшиться до заздалегідь визначеного граничного значення. Електрично керована система утворення аерозолю може також включати в себе датчик температури для вимірювання температури щонайменше одного нагрівального елемента та електричну схему, виконану так, щоб контролювати температуру щонайменше одного нагрівального елемента, виміряну датчиком температури. В іншому варіанті здійснення цього винаходу електрична схема виконана так, щоб вимірювати електричний опір згаданого щонайменше одного нагрівального елемента з метою встановлення температури нагрівального елемента, виходячи з цього виміряного електричного опору. У такому варіанті здійснення електрична схема може бути виконана так, щоб вимірювати електричний опір згаданого щонайменше одного нагрівального елемента шляхом вимірювання сили електричного струму крізь цей щонайменше один нагрівальний елемент та напруги на 4 UA 110631 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 цьому щонайменше одному нагрівальному елементі, і визначення електричного опору згаданого щонайменше одного нагрівального елемента, виходячи з виміряних сили струму та напруги. У цьому випадку електрична схема може включати в себе з'єднаний послідовно зі згаданим щонайменше одним нагрівальним елементом резистор з відомим опором, й ця електрична схема може бути виконана так, щоб вимірювати силу електричного струму крізь згаданий щонайменше один нагрівальний елемент шляхом вимірювання напруги на згаданому резисторі з відомим опором та визначення цієї сили електричного струму крізь згаданий щонайменше один нагрівальний елемент, виходячи з виміряної напруги та відомого опору. В альтернативному випадку електрична схема включає в себе перемикач із ручним керуванням, яким споживач ініціює затягування. Електрична схема виконана так, щоб забезпечувати надходження імпульсу електричного струму до електричного нагрівача, коли споживач ініціює затягування. За варіантом, якому віддається перевага, періодичність імпульсу електричного струму встановлена заздалегідь, залежно від того, яку кількість рідини бажано випаровувати. Задля забезпечення цього перевага віддається варіанту, відповідно до якого електрична схема є програмовною. У цьому варіанті здійснення електрична схема може бути виконана так, щоб контролювати загальний час, протягом якого перемикач із ручним керуванням є увімкненим, та виходячи з цього контрольованого загального часу оцінювати кількість рідкого аерозолетвірного субстрату у вмістищі для рідини. Електрична схема може включати в себе датчик для виявлення наявності вмістища для рідини. Цей датчик за варіантом, якому віддається перевага, здатний відрізняти одне вмістище для рідини від іншого вмістища для рідини, та грунтуючись на цьому визначати скільки рідкого аерозолетвірного субстрату знаходиться у повністю заповненому вмістищі для рідини. Датчик може також бути здатним визначати певну композицію рідини у вмістищі для рідини, грунтуючись на індикаторі на вмістищі для рідини або геометричній формі чи розмірі згаданого вмістища для рідини. Це, у поєднанні із контрольованим активуванням, може надати електричній схемі можливість передбачати кількість рідкого аерозолетвірного субстрату у вмістищі для рідини під час користування. У варіанті здійснення цього винаходу, якому віддається перевага, електрична схема виконана так, щоб відключати електричний нагрівач, коли кількість рідкого аерозолетвірного субстрату у вмістищі для рідини зменшилась до заздалегідь визначеного граничного значення. Цьому варіанту здійснення віддається перевага, оскільки споживач більше не може користуватися системою утворення аерозолю, коли в ній міститься недостатня кількість аерозолетвірного субстрату. Це дозволить уникнути утворення аерозолю, який не має потрібних властивостей. Це дозволить споживачу уникнути неприємних відчуттів. Електрична схема може бути виконана так, щоб відключати електричний нагрівач шляхом спричинення перегорання електричного запобіжника між електричним нагрівачем та джерелом електроживлення. Електрична схема може бути виконана так, щоб відключати електричний нагрівач шляхом вимикання перемикача між електричним нагрівачем та джерелом електроживлення. Альтернативні способи відключення електричного нагрівача будуть очевидні фахівцю в цій галузі. У варіанті здійснення цього винаходу, якому віддається перевага, електрична схема виконана так, щоб інформувати споживача про зменшення кількості рідкого аерозолетвірного субстрату у вмістищі для рідини до заздалегідь визначеного граничного значення. Цьому варіанту здійснення віддається перевага, оскільки це інформування надає можливість споживачу повторно заповнити або замінити вмістище для рідини. Електрично керована система утворення аерозолю може включати в себе користувацький дисплей. У цьому випадку згадане інформування споживача може включати в себе надання інформації на користувацькому дисплеї. Альтернативно інформування може включати в себе звукову індикацію або будь-який інший прийнятний вид інформування споживача. Система утворення аерозолю може, крім того, включати в себе джерело електроживлення. За варіантом, якому віддається перевага, система утворення аерозолю включає в себе корпус. За варіантом, якому віддається перевага, корпус є довгастим. Якщо система утворення аерозолю включає в себе капілярний гніт, то повздовжня вісь капілярного гнота та повздовжня вісь корпусу можуть бути по суті паралельні. Корпус може включати в себе гільзу та мундштук. У цьому випадку всі складники можуть бути вміщені або у гільзу, або у мундштук. В одному з варіантів здійснення цього винаходу корпус включає в себе знімну вставку, яка включає в себе вмістище для рідини, капілярний гніт та нагрівач. У такому варіанті здійснення ці частини системи утворення аерозолю можуть бути відокремлюваними від корпусу у вигляді єдиної складової частини. Це може бути корисним, наприклад, для повторного заповнення або заміни вмістища для рідини. 5 UA 110631 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корпус може включати в себе будь-який прийнятний матеріал або комбінацію матеріалів. Прикладами прийнятних матеріалів є метали, сплави, пластмаси або композиційні матеріали, які містять один або більшу кількість зазначених матеріалів, або ж термопластичні матеріали, прийнятні для харчового або фармацевтичного застосування, наприклад, поліпропілен, поліефірефіркетон (PEEK) та поліетилен. За варіантом, якому віддається перевага, матеріал є легким і некрихким. За варіантом, якому віддається перевага, система утворення аерозолю є портативною. Система утворення аерозолю може бути курильною системою й мати розмір, який є порівнянним із розміром традиційної сигари або сигарети. Загальна довжина курильної системи може становити від приблизно 30 мм до приблизно 150 мм. Зовнішній діаметр курильної системи може становити від приблизно 5 мм до приблизно 30 мм. За варіантом, якому віддається перевага, електрично керована система утворення аерозолю є електронагрівною курильною системою. За другим аспектом цього винаходу запропонований спосіб, який включає: надання електрично керованої системи утворення аерозолю, яка включає в себе вмістище для рідини, призначене для зберігання рідкого аерозолетвірного субстрату, та електричний нагрівач, який включає в себе щонайменше один нагрівальний елемент для нагрівання рідкого аерозолетвірного субстрату; та контролювання активування електричного нагрівача й оцінювання кількості рідкого аерозолетвірного субстрату, який залишився у вмістищі для рідини, виходячи з цього контрольованого активування. За варіантом, якому віддається перевага, етап контролювання активування електричного нагрівача включає контролювання температури або опору нагрівального елемента протягом часу з метою оцінювання витраченої кількості аерозолетвірного субстрату. За варіантом, якому віддається перевага, оцінювання витраченої кількості аерозолю грунтується на першому рівнянні, яке пов'язує температуру або опір нагрівального елемента з витрачанням аерозолетвірного субстрату до першого граничного значення температури або опору, та на другому рівнянні, яке пов'язує температуру або опір нагрівального елемента з витрачанням аерозолетвірного субстрату вище першого граничного значення температури або опору. За варіантом, якому віддається перевага, друге рівняння є лінійним. Друге рівняння за варіантом, якому віддається перевага, враховує термодифузію крізь аерозолетвірний субстрат та крізь будь-який елемент, який вміщує аерозолетвірний субстрат. За варіантом, якому віддається перевага, перше рівняння є нелінійним. Перше рівняння за варіантом, якому віддається перевага, враховує ентальпію випаровування рідкого аерозолетвірного субстрату. За третім аспектом цього винаходу запропонована електрична схема для електрично керованої системи утворення аерозолю, яка призначена для виконання способу за другим аспектом цього винаходу. За четвертим аспектом цього винаходу запропонована комп'ютерна програма, яка при її виконанні програмовною електричною схемою для електрично керованої системи утворення аерозолю спричинює виконання цією програмовною електричною схемою способу за другим аспектом винаходу. За п'ятим аспектом цього винаходу запропонований машино-зчитуваний носій даних із розміщеною на ньому комп'ютерною програмою за четвертим аспектом цього винаходу. Особливості, наведені в описі системи утворення аерозолю за цим винаходом, можуть також бути застосовані до способу за цим винаходом. Особливості, наведені в описі способу за цим винаходом, можуть також бути застосовані до системи утворення аерозолю за цим винаходом. Нижче цей винахід буде описаний тільки у вигляді прикладу, із посиланнями на прикладені фігури, на яких: Фіг. 1 – один з прикладів електрично керованої системи утворення аерозолю, яка має вмістище для рідини; Фіг. 2 – графік залежності загальної маси частинок від енергії, підведеної до двох різних композицій рідкого аерозолетвірного субстрату у пристрої типу, показаного на Фіг. 1; Фіг. 3 – графік залежності швидкості випаровування від температури рідкої композиції до температури кипіння, сумісно із кривою, яка корелює із точками на графіку; Фіг. 4 – графік залежності швидкості випаровування рідкої композиції від температури у пристрої типу, показаного на Фіг. 1, на якому показана швидкість випаровування для двох різних рівнів потужності; Фіг. 5 – графік, на якому показане змінювання температури нагрівального елемента під час затягування, із різними графіками для різних етапів споживання рідкого аерозолетвірного 6 UA 110631 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 субстрату; Фіг. 6 – графік, на якому показана швидкість випаровування рідини під час затягування та відповідна температура нагрівального елемента; Фіг. 7 – графік, на якому показана сукупна випарена маса для одного затягування; Фіг. 8 – графік, на якому показані опір (на осі ординат) нагрівального елемента та температура (на осі абсцис) нагрівального елемента електричного нагрівача електрично керованої системи утворення аерозолю; та Фіг. 9 – принципова електрична схема, яка надає можливість вимірювання опору нагрівального елемента за одним із варіантів здійснення цього винаходу. На Фіг. 1 показаний один із прикладів електрично керованої системи утворення аерозолю, яка має вмістище для рідини. Показана на Фіг. 1 система являє собою курильну систему. Курильна система 100 з Фіг. 1 включає в себе корпус 101, який має мундштучний кінець 103 та корпусний кінець 105. У корпусному кінці розташовані джерело електроживлення у вигляді батареї 107 та електрична схема 109. Також надана система 111 виявлення затягувань, яка взаємодіє з електричною схемою 109. У мундштучному кінці розташовані вмістище для рідини у вигляді картриджа 113, який вміщує рідину 115, капілярний гніт 117 та нагрівач 119. Слід зазначити, що нагрівач лише схематично зображений на Фіг. 1. В ілюстративному варіанті здійснення, показаному на Фіг. 1, один кінець капілярного гнота 117 простягається в картридж 113, а другий кінець капілярного гнота 117 оточений нагрівачем 119. Нагрівач з'єднаний з електричною схемою через контакти 121, які можуть простягатися вздовж зовнішнього боку картриджа 113 (не показано на Фіг. 1). Корпус 101 також включає в себе вхідний отвір 123 для повітря, вихідний отвір 125 для повітря на мундштучному кінці та камеру 127 утворення аерозолю. Під час користування система функціонує як описано нижче. Рідина 115 переноситься під дією капілярних сил з картриджа 113, а саме з кінця капілярного гнота 117, який простягається у картридж, до іншого кінця капілярного гнота 117, який оточений нагрівачем 119. Коли споживач всмоктує повітря із системи утворення аерозолю крізь вихідний отвір 125 для повітря, навколишнє повітря всмоктується крізь вхідний отвір 123 для повітря. У зображеному на Фіг. 1 варіанті конструкції система 111 виявлення затягувань визначає затягування і активує нагрівач 119. Батарея 107 подає електричну енергію на нагрівач 119 для нагрівання кінця гнота 117, оточеного нагрівачем. Рідина на цьому кінці гнота 117 випаровується нагрівачем 119 із утворенням перенасиченої пари. Водночас із цим випарена рідина заміщується новою рідиною, яка переміщується вздовж гнота 117 під дією капілярних сил. (Це явище інколи називають "підкачуванням"). Утворена перенасичена пара перемішується із повітрям, яке надходить крізь вхідний отвір 123 для повітря, і переноситься цим потоком повітря. У камері 127 утворення аерозолю відбувається конденсація пари з утворенням вдихуваного аерозолю, який переноситься до вихідного отвору 125 для повітря та у ротову порожнину споживача. У показаному на Фіг. 1 варіанті здійснення електрична схема 109 та система 111 виявлення затягувань за варіантом, якому віддається перевага, є програмовними. Електрична схема 109 та система 111 виявлення затягувань можуть бути використані для керування роботою системи утворення аерозолю. Це допомагає керувати розміром частинок в аерозолі. На Фіг. 1 показаний один із прикладів електрично керованої системи утворення аерозолю за цим винаходом. Однак є можливими багато інших прикладів. Крім того, слід зазначити, що Фіг. 1 є схематичною. Зокрема, складові частини показані без додержання масштабу, і не співвідносяться за розміром ані окремо, ані між собою. Електрично керована система утворення аерозолю має включати в себе або приймати рідкий аерозолетвірний субстрат, який міститься у вмістищі для рідини. Для електрично керованої системи утворення аерозолю є необхідним електричний нагрівач певного типу, який має щонайменше один нагрівальний елемент для нагрівання рідкого аерозолетвірного субстрату. Нарешті, для електрично керованої системи утворення аерозолю є необхідною електрична схема для визначення кількості рідкого аерозолетвірного субстрату у вмістищі для рідини. Це буде описано нижче із посиланнями на Фіг. 2-9. Слід підкреслити, що система не обов'язково має бути курильною системою та необов'язково має надаватися система виявлення затягувань. Замість цього системою можна керувати шляхом ручного активування, наприклад, споживач керує перемикачем, коли виконує затягування. Наприклад, існує можливість зміни форми і розміру корпусу в цілому. Крім того, система може не включати в себе капілярний гніт. У такому випадку система може включати в себе інший механізм доставки рідини для випаровування. Однак у варіанті здійснення цього винаходу, якому віддається перевага, система включає в себе капілярний гніт для перенесення рідини зі вмістища для рідини до щонайменше одного нагрівального елемента. Капілярний гніт може бути виготовлений з різних пористих або 7 UA 110631 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 капілярних матеріалів і за варіантом, якому віддається перевага, має відому, заздалегідь визначену, капілярність. Прикладами таких матеріалів є матеріали на основі кераміки або графіту у формі волокнин або спечених порошків. Для пристосування до різних фізичних властивостей рідини, таких як густина, в'язкість, поверхневий натяг і тиск пари, можуть використовуватися гноти різної пористості. Гніт має бути придатним для доставляння потрібної кількості рідини до нагрівача. За варіантом, якому віддається перевага, нагрівач включає в себе щонайменше один нагрівальний дріт або нитку розжарення, що простягається навколо капілярного гнота. Як обговорювалось вище, за цим винаходом електрично керована система утворення аерозолю включає в себе електричну схему для визначення кількості рідкого аерозолетвірного субстрату у вмістищі для рідини. Варіанти здійснення цього винаходу будуть описані нижче із посиланнями на Фіг. 2-9. Ці варіанти здійснення грунтуються на прикладі, який показаний на Фіг. 1, хоча вони є застосовними для інших варіантів виконання електрично керованих систем утворення аерозолю. Фіг. 2 являє собою графік загальної маси частинок (ТРМ) аерозолю, утвореного в одному затягуванні споживача у пристрої, зображеному на Фіг. 1, для двох різних аерозолетвірних субстратів. На графіку 200 точками у вигляді квадратів більшого розміру показані результати для Рідини 1, а на графіку 210 точками у вигляді квадратів меншого розміру показані результати для Рідини 2. На цих графіках показаний вплив збільшення підведеної до нагрівача потужності на утворення аерозолю. Можна бачити, що збільшення підведеної до нагрівача потужності значно збільшує утворення аерозолю. При дуже високих рівнях потужності маса аерозолю зменшується, і це можна пояснити тим, що випарена маса залишається у газовій фазі, а не утворює краплини. На Фіг. 2 також показано, що маса утвореного аерозолю також залежить від композиції рідкого аерозолетвірного субстрату. Наприклад, різні композиції мають різну температуру кипіння та різну в'язкість. Тому будь-яка модель для того, щоб точно оцінювати витрачання рідкого аерозолетвірного субстрату, має враховувати склад рідини та підведену до нагрівального елемента потужність. Утворення аерозолю потребує підвення до рідини енергії, необхідної для її випаровування. Ця необхідна енергія називається ентальпією випаровування. Кількість підведеної енергії залежить від температури елемента або елементів нагрівача: чим більшою є ця температура, тим більше енергії підводиться до рідини. Отже, до досягнення температури кипіння рідини існує взаємозв'язок між температурою елементів нагрівача та швидкістю випаровування. Це явище не залежить від підведеної до нагрівача потужності. Фіг. 3 являє собою графік, на якому показана залежність швидкості випаровування рідкого аерозолетвірного субстрату від температури до досягнення його температури кипіння. Експериментальні дані нанесені на графік у вигляді ромбів 220. Також показана крива 230, зображена з квадратними точками, яка BT апроксимує експериментальні дані 220. Рівняння кривої 230 має вигляд: m=Ae , де m являє собою швидкість випаровування маси, А та В являють собою калібрувальні константи, і Т являє собою температуру нагрівального елемента. Константи А та В залежать від складу рідини. Як тільки температура нагрівального елемента досягає температури кипіння рідини, то швидкість випаровування більше не зростає у тому ж порядку. В цій точці кривої додаткова енергія від нагрівального елемента не підвищує температуру рідини. Однак, оскільки температура нагрівального елемента підвищується, то вище температури кипіння значущим фактором стає термодифузія крізь рідкий субстрат та, зокрема, крізь будь-який носій, який утримує цей субстрат, в цьому варіанті здійснення – капілярний гніт. У міру підвищення температури нагрівального елемента збільшується швидкість термодифузії, і тому випаровується більша кількість рідкого субстрату. Фіг. 4 являє собою графік двох різних кривих швидкості випаровування як функції температури при використанні системи із гнотом, зображеної на Фіг. 1. Дві криві 240 та 250 відповідають двом різним потужностям, підведеним до нагрівального елемента під час затягування. Для обох кривих 240 та 250 їх перша частина нижче температури кипіння рідини відповідає кривій 230, показаній на Фіг. 3. Вище температури кипіння дві криві розходяться. Крива 240 відповідає меншій потужності, ніж крива 250. Обидві криві демонструють лінійне збільшення швидкості випаровування з підвищенням температури, але швидкість цього збільшення очевидно залежить від потужності. Рівняння частин кривих 240 та 250 вище температури кипіння рідкого субстрату має вигляд: m=CT+D, де m являє собою швидкість випаровування, C і D являють собою калібрувальні константи, і Т являє собою температуру. Константи C і D залежать від складу рідини, підведеної до нагрівача потужності, а також від фізичних властивостей пристрою, таких як композиція і розміри гноту та конструкція нагрівача. 8 UA 110631 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Показані на Фіг. 4 криві надають модель, яка може бути використана для розрахунку швидкості випаровування рідкого субстрату, якщо є відомими температура нагрівального елемента та підведена до нагрівального елемента потужність. Для кожного варіанта конструкції системи утворення аерозолю необхідно емпірично отримати константи А, B, C і D, причому константи C і D мають бути отримані для різних рівнів потужності, при яких може діяти система. Температура нагрівального елемента змінюється протягом кожного затягування, і змінюється у міру зменшення кількості рідини у вмістищі для рідини. Фіг. 5 являє собою графік, на якому показані п'ять усереднених температурних режимів під час затягування. Температура Т нагрівального елемента показана на осі ординат, а час t затягування показаний на осі абсцис. Крива 501 являє собою медіану першої множини затягувань, тривалість кожного затягування становить 2 с. Подібним чином, крива 503 являє собою медіану другої множини затягувань, крива 505 являє собою медіану третьої множини затягувань, крива 507 являє собою медіану четвертої множини затягувань, та крива 509 являє собою медіану п'ятої множини затягувань. На кожній кривій вертикальні смуги (наприклад, позначені позицією 511) означають стандартне відхилення від медіани для цих затягувань. Отже, показана зміна виміряної температури протягом строку використання вмістища для рідини. Така поведінка кривої спостерігається та підтверджується для усіх випаровуваних рідких композицій та для усіх використовуваних рівнів потужності. Як видно на Фіг. 5, температурний відгук нагрівального елемента є досить стабільним для кривих 501, 503 та 505. Тобто стандартне відхилення від медіани для перших трьох множин затягувань є досить невеликим. Показана на Фіг. 4 модель є найбільш точною протягом цього періоду, коли температурний відгук є стабільним. Протягом цього періоду до нагрівача крізь капілярний гніт доставляється завжди достатня кількість аерозолетвірного субстрату. Як тільки гніт починає висихати, спостерігається інша поведінка кривої. Фіг. 6 являє собою ілюстрацію показаного у вигляді кривої 600 температурного режиму нагрівального елемента під час затягування (усередненого для множини затягувань) разом із показаною у вигляді кривої 610 відповідною швидкістю випаровування, розрахованою з використанням моделі, показаної та описаної із посиланням на Фіг. 4. Загальна маса випареного під час затягування рідкого аерозолетвірного субстрату може бути розрахована шляхом обчислення інтегралу під кривою 610 швидкості випаровування. Це обчислення інтегралу може виконувати електрична схема із застосуванням, наприклад, метода трапецій. Результат обчислення інтегралу показаний на Фіг. 7. На Фіг. 7 знову показаний температурний режим 600 нагрівального елемента під час затягування, але також показана у вигляді кривої 700 сукупна випарена маса протягом затягування. Загальну кількість витраченого рідкого аерозолетвірного субстрату можна підрахувати шляхом підсумовування результатів, розрахованих для кожного затягування. Цю загальну витрачену масу можна відняти від відомої початкової маси рідини у вмістищі для рідини для надання оцінки кількості рідкого аерозолетвірного субстрату, яка залишилася. Інформація про цю кількість, яка залишилась, може надаватися споживачу у вигляді змістовної величини, такої як приблизна кількість решти затягувань або процентне значення. Визначенню кількості рідкого аерозолетвірного субстрату у вмістищі для рідини віддається перевага, оскільки, якщо вмістище для рідини є порожнім або майже порожнім, то до нагрівача може подаватися недостатня кількість рідкого аерозолетвірного субстрату. Це може означати, що створений та вдихуваний споживачем аерозоль не має потрібних властивостей, наприклад, розміру частинок аерозолю. В результаті цього споживач може отримати неприємні відчуття від куріння. Крім того, перевага віддається варіанту здійснення із наданням механізму, за допомогою якого споживач може бути інформований про те, що вмістище для рідини є порожнім або майже порожнім. Після цього споживач може підготуватися до заміни або повторного заповнення вмістища для рідини. Електрична схема може включати в себе датчик, здатний виявляти наявність вмістища для рідини та, крім того, визначати характеристики вмістища для рідини, до яких належать, наприклад, кількість рідкого аерозолетвірного субстрату, який міститься у цьому вмістищі для рідини, та композиція рідкого аерозолетвірного субстрату. Як описано у міжнародній заявці, що знаходиться на розгляданні, PCT/IB2009/007969 цього самого заявника, ця особливість може грунтуватися на ідентифікаційній інформації, наданій на вмістищі для рідини. Ця інформація, у поєднанні з інформацією, отриманою від контролювання активування нагрівача, надає електричній схемі можливість прогнозувати кількість рідкого аерозолетвірного субстрату у вмістищі для рідини. Альтернативно електричні схеми не мають потреби включати в себе датчик. Наприклад, кількість рідкого аерозолетвірного субстрату у кожному вмістищі для рідини може просто бути однаковою та дорівнювати певній стандартній кількості. 9 UA 110631 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 Можливі численні варіанти здійснення цього винаходу. Наприклад, система утворення аерозолю не має потреби включати в себе систему виявлення затягувань. Замість цього системою можна керувати шляхом ручного активування, наприклад, користувач керує перемикачем, коли робить затягування. За першим варіантом здійснення цього винаходу в системі утворення аерозолю поруч із нагрівальним елементом встановлений датчик температури. Електрична схема може контролювати температуру, виміряну цим датчиком температури, і, отже, визначати кількість рідини у вмістищі для рідини, як описано. Перевага цього варіанта здійснення полягає у тому, що відсутня необхідність у розрахунках або диференціюванні, оскільки датчик температури безпосередньо вимірює температуру поруч із нагрівальним елементом. За другим варіантом здійснення цього винаходу кількість рідини у вмістищі для рідини визначають за допомогою вимірювання опору електричного нагрівального елемента. Якщо нагрівальний елемент має прийнятні значення температурного коефіцієнта опору (наприклад, дивись нижче рівняння (5)), то вимірювання опору може забезпечити визначення температури електричного нагрівального елемента. Фіг. 8 являє собою графік, на якому показана залежність опору R нагрівального елемента електричного нагрівача на осі ординат від температури Т нагрівального елемента на осі абсцис. Як можна бачити на Фіг. 8, у міру підвищення температури Т нагрівального елемента так само зростає його опір R. В межах обраного діапазону значень (між значеннями Т1 і Т2 температури та значеннями R1 і R2 опору на Фіг. 8) температура Т та опір R можуть бути пропорціональними одне одному. Як зазначалось вище по відношенню до першого варіанта здійснення цього винаходу, якщо вмістище для рідини є порожнім або майже порожнім, то до нагрівача подається недостатня кількість рідкого аерозолетвірного субстрату. Це означає, що капілярний гніт стає сухим, а температура нагрівального елемента підвищується. На Фіг. 8 показано, що таке підвищення температури може бути визначене за допомогою вимірювання опору нагрівального елемента, оскільки із підвищенням температури зростає і вимірюваний опір. Фіг. 9 являє собою принципову електричну схему, на якій показано, як опір нагрівального елемента може бути виміряний за другим варіантом здійснення цього винаходу. На Фіг. 9 нагрівач 901 з'єднаний із батареєю 903, яка подає напругу V2. Опір нагрівача, який вимірюють при конкретній температурі, дорівнює Rheater. Послідовно із нагрівачем 901 включений додатковий резистор 905 з відомим опором r, під'єднаний до напруги V1. Напруга V1 має проміжне значення між заземленням та напругою V2. Для визначення мікропроцесором 907 опору Rheater нагрівача 901 можуть бути визначені і сила струму крізь нагрівач 901, і напруга на нагрівачі 901. Після цього для визначення опору може бути використана така добре відома формула: V=IR (1) На Фіг. 9 напруга на нагрівачі дорівнює V2-V1, а сила струму крізь нагрівач дорівнює I. Звідси: Rheater  V 2  V1 I (2) Додатковий резистор 905, опір r якого є відомим, використовують для визначення сили струму I, знову застосовуючи наведену вище формулу (1). Сила струму крізь резистор 905 дорівнює I, а напруга на резисторі 905 дорівнює V1. Звідси: I 45 V1 r (3) Таким чином, поєднуючи формулу (2) та формулу (3), отримуємо: Rheater  50 Отже, мікропроцесор 907 може вимірювати V2 та V1 під час використання системи утворення аерозолю та, знаючи значення r, може визначити опір Rheater нагрівача при конкретній температурі. Потім для визначення температури Т на основі виміряного при температурі Т опору Rheater може бути використана така формула: T 55 ( V 2  V1) r V1 (4) Rheater 1  T0  R0  , (5) де α являє собою коефіцієнт теплового опору матеріалу нагрівального елемента, а R0 являє собою опір нагрівального елемента при кімнатній температурі Т 0. Перевага цього варіанта здійснення полягає у тому, що відсутня необхідність у датчику 10 UA 110631 C2 5 10 15 20 25 30 35 температури, який може бути громіздким і мати велику вартість. Отже, може бути обчислена величина температури нагрівального елемента. Це може бути використано для визначення зменшення кількості рідини у вмістищі для рідини до граничного значення та для оцінювання абсолютної кількості аерозолетвірного субстрату, який залишився у вмістищі для рідини. В описаних вище варіантах здійснення цього винаходу, як тільки було встановлено, що кількість рідкого аерозолетвірного субстрату у вмістищі для рідини зменшилась до граничного значення, то може(-уть) бути виконана(-і) одна дія або більше дій. Електричний нагрівач може бути відключений. Наприклад, система може почати сприймати вмістище для рідини як непридатне для використання. Наприклад, електрична схема при визначенні того, що кількість рідкого аерозолетвірного субстрату у вмістищі для рідини зменшилася до граничного значення, може спричинити перегорання електричного запобіжника між щонайменше одним нагрівальним елементом електричного нагрівача та джерелом електроживлення. Електричний запобіжник може бути виконаний як частина відокремлюваної складової частини, яка включає в себе вмістище для рідини. Альтернативно електрична схема при визначенні того, що кількість рідкого аерозолетвірного субстрату у вмістищі для рідини зменшилася до граничного значення, може вимкнути перемикач між щонайменше одним нагрівальним елементом електричного нагрівача та джерелом електроживлення. Звичайно, можливі й альтернативні способи відключення електричного нагрівача. Перевага відключення електричного нагрівача полягає у тому, що після цього систему утворення аерозолю неможливо використовувати. Це унеможливлює вдихання споживачем аерозолю, який не має потрібних властивостей. Як тільки було встановлено, що кількість рідини у вмістищі для рідини зменшилась до граничного значення, про це може бути повідомлено споживачу. Наприклад, електрична схема при визначенні того, що кількість рідкого аерозолетвірного субстрату у вмістищі для рідини зменшилася до граничного значення, може інформувати про це споживача. Наприклад, якщо система утворення аерозолю включає в себе користувацький дисплей, то споживачу через користувацький дисплей може надаватися інформація про те, що вмістище для рідини є порожнім або майже порожнім. Альтернативно або на додаток до цього, чутний звук може повідомити споживача, що вмістище для рідини є порожнім або майже порожнім. Звичайно, можливі й альтернативні способи інформування споживача про те, що вмістище для рідини є порожнім або майже порожнім. Перевага інформування споживача полягає у тому, що після цього споживач має змогу підготуватися до заміни або повторного заповнення вмістища для рідини. Отже, за цим винаходом електрично керована система утворення аерозолю включає в себе електричну схему для визначення того, що кількість рідкого аерозолетвірного субстрату у вмістищі для рідини зменшилася до заздалегідь визначеного граничного значення. Особливості, наведені в описі одного із варіантів здійснення, можуть також бути перенесені на інший варіант здійснення. 40 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 45 50 55 1. Електрично керована система утворення аерозолю, придатна до вміщення аерозолетвірного субстрату, яка включає в себе: вмістище для рідини, призначене для зберігання рідкого аерозолетвірного субстрату; електричний нагрівач, який включає в себе щонайменше один нагрівальний елемент для нагрівання рідкого аерозолетвірного субстрату; та електричну схему, виконану з можливістю контролювання активування електричного нагрівача та оцінювання кількості рідкого аерозолетвірного субстрату, який залишився у згаданому вмістищі для рідини, виходячи зі згаданого контрольованого активування. 2. Електрично керована система утворення аерозолю за п. 1, яка відрізняється тим, що електрична схема виконана так, щоб оцінювати витрачену кількість рідкого аерозолетвірного субстрату та віднімати цю витрачену кількість від відомої початкової кількості для надання оцінки кількості рідкого аерозолетвірного субстрату, яка залишилася у вмістищі для рідини. 3. Електрично керована система утворення аерозолю за п. 1 або п. 2, яка відрізняється тим, що електрична схема виконана так, щоб контролювати активування електричного нагрівача шляхом контролювання температури або опору нагрівального елемента протягом часу для оцінювання витраченої кількості аерозолетвірного субстрату. 11 UA 110631 C2 5 10 15 20 25 30 35 4. Електрично керована система утворення аерозолю за п. 3, яка відрізняється тим, що електрична схема виконана так, щоб оцінювати витрачену кількість аерозолю на основі першого рівняння, яке пов'язує температуру або опір нагрівального елемента з витрачанням аерозолетвірного субстрату до першого граничного значення температури або опору, та на основі другого рівняння, яке пов'язує температуру або опір нагрівального елемента з витрачанням аерозолетвірного субстрату вище першого граничного значення температури або опору. 5. Електрично керована система утворення аерозолю за п. 4, яка відрізняється тим, що друге рівняння залежить від підведеної до нагрівального елемента потужності. 6. Електрично керована система утворення аерозолю за п. 4 або п. 5, яка відрізняється тим, що перше рівняння не залежить від підведеної до нагрівального елемента потужності. 7. Електрично керована система утворення аерозолю за п. 4, п. 5 або п. 6, яка відрізняється тим, що перше граничне значення являє собою температуру кипіння рідкого аерозолетвірного субстрату. 8. Електрично керована система утворення аерозолю за будь-яким із пп. 4-7, яка відрізняється тим, що перше та друге рівняння збережені в згаданій електричній схемі. 9. Електрично керована система утворення аерозолю за п. 8, яка відрізняється тим, що в електричній схемі збережена множина різних перших та других рівнянь для застосування із різними композиціями рідкого аерозолетвірного субстрату та при різних рівнях потужності. 10. Електрично керована система утворення аерозолю за будь-яким із попередніх пунктів, яка відрізняється тим, що електрична схема виконана так, щоб вимірювати електричний опір згаданого щонайменше одного нагрівального елемента з метою встановлення температури цього нагрівального елемента, виходячи з цього виміряного електричного опору. 11. Електрично керована система утворення аерозолю за будь-яким із попередніх пунктів, яка відрізняється тим, що додатково включає в себе капілярний ґніт для переміщення рідкого аерозолетвірного субстрату зі вмістища для рідини до електричного нагрівача. 12. Спосіб оцінювання кількості рідкого аерозолетвірного субстрату у вмістищі для рідини системи утворення аерозолю, який включає: надання електрично керованої системи утворення аерозолю, яка включає в себе вмістище для рідини, призначене для зберігання рідкого аерозолетвірного субстрату, та електричний нагрівач, який включає в себе щонайменше один нагрівальний елемент для нагрівання рідкого аерозолетвірного субстрату; та контролювання активування електричного нагрівача й оцінювання кількості рідкого аерозолетвірного субстрату, який залишився у вмістищі для рідини, виходячи з контрольованого активування. 13. Машинозчитуваний носій даних із розміщеною на ньому комп'ютерною програмою, яка при її виконанні програмовною електричною схемою для електрично керованої системи утворення аерозолю спричиняє виконання цією програмовною електричною схемою способу за п. 12. 12 UA 110631 C2 13 UA 110631 C2 14 UA 110631 C2 15 UA 110631 C2 Комп’ютерна верстка І. Скворцова Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 16

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

An aerosol generating system having means for handling consumption of a liquid substrate

Автори англійською

Flick, Jean-Marc

Автори російською

Флик Жан-Марк

МПК / Мітки

МПК: A24F 47/00, A61M 15/06

Мітки: система, рідкого, субстрату, засобами, витрачання, утворення, аерозолю, контролювання

Код посилання

<a href="http://uapatents.com/18-110631-sistema-utvorennya-aerozolyu-iz-zasobami-dlya-kontrolyuvannya-vitrachannya-ridkogo-substratu.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Система утворення аерозолю із засобами для контролювання витрачання рідкого субстрату</a>

Подібні патенти