Спосіб керування утворенням складників диму в електричній системі утворення аерозолю

Номер патенту: 100882

Опубліковано: 11.02.2013

Автори: Фернандо Фелікс, Радтке Фальк, Грем Олів'є

Є ще 2 сторінки.

Дивитися все сторінки або завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

1. Спосіб керування вивільненням летких сполук з електронагрівної системи утворення аерозолю, яка включає в себе джерело електричної енергії, щонайменше один нагрівальний елемент, підключений до джерела електричної енергії, та аерозолетворний субстрат, який при нагріванні вивільнює множину летких сполук, кожна з яких має мінімальну температуру вивільнення, вище якої летка сполука вивільнюється, який включає:

вибирання заздалегідь визначеної максимальної робочої температури, яка є нижче мінімальної температури вивільнення щонайменше однієї з летких сполук для запобігання її вивільненню з аерозолетвірного субстрату;

керування температурою щонайменше одного нагрівального елемента так, щоб вивільнювалася щонайменше одна летка сполука, причому згадане керування включає:

вимірювання питомого опору щонайменше одного нагрівального елемента;

отримання значення фактичної робочої температури щонайменше одного нагрівального елемента з результатів вимірювання питомого опору;

порівняння значення фактичної робочої температури із заздалегідь визначеною максимальною робочою температурою; та

регулювання електричної енергії, яка подається на щонайменше один нагрівальний елемент для підтримання фактичної робочої температури щонайменше одного нагрівального елемента нижче заздалегідь визначеної максимальної робочої температури.

2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що операція регулювання включає регулювання електричної енергії, яка подається на щонайменше один нагрівальний елемент, для підтримання фактичної робочої температури щонайменше одного нагрівального елемента у заздалегідь визначеному діапазоні нижче заздалегідь визначеної максимальної робочої температури.

3. Спосіб за п. 1 або п. 2, який відрізняється тим, що отримання значення фактичної робочої температури щонайменше одного нагрівального елемента включає визначення значення температури за довідковою таблицею питомого опору та температури.

4. Спосіб за п. 3 який відрізняється тим, що у довідковій таблиці зберігають значення температури залежно від питомого опору, отримані щонайменше для одного нагрівального елемента, який має заздалегідь визначені склад матеріалу, довжину та поперечний переріз.

5. Спосіб за п. 1 або п. 2, який відрізняється тим, що визначення величини температури нагрівального елемента включає обчислення полінома, який має вигляд:

ρ(Т)=ρo·(1+α1Т+α2Т2),

де ρ(Т) являє собою вимірюваний питомий опір щонайменше одного нагрівального елемента, ρo являє собою початковий питомий опір, Т являє собою температуру щонайменше одного нагрівального елемента, а α1 та α2 являють собою коефіцієнти полінома.

6. Спосіб за будь-яким із попередніх пунктів, який відрізняється тим, що щонайменше один нагрівальний елемент включає в себе щонайменше один із таких матеріалів: залізоалюмінієвий сплав, сплав на основі титану або сплав на основі нікелю.

7. Спосіб за будь-яким із попередніх пунктів, який відрізняється тим, що операцію керування виконують із певною частотою.

8. Спосіб за п. 7, який відрізняється тим, що частоту виконання операції керування вибирають з-посеред частот від приблизно 100 Гц до приблизно 10 кГц.

9. Спосіб за будь-яким із попередніх пунктів, який відрізняється тим, що щонайменше один нагрівальний елемент включає в себе керамічний матеріал.

10. Спосіб за п. 9, який відрізняється тим, що щонайменше один нагрівальний елемент додатково включає в себе метал.

11. Спосіб за п. 10, який відрізняється тим, що щонайменше один нагрівальний елемент включає в себе композиційний матеріал, виготовлений зі згаданого керамічного матеріалу та згаданого металу.

12. Спосіб за п. 10 або п. 11, який відрізняється тим, що згаданий керамічний матеріал покритий згаданим металом.

13. Спосіб за будь-яким із п. 10, п. 11 або п. 12, який відрізняється тим, що згаданий метал являє собою платину або золото.

14. Спосіб за будь-яким із попередніх пунктів, який відрізняється тим, що щонайменше один нагрівальний елемент виконаний у формі нагрівальної пластини.

15. Спосіб за будь-яким із попередніх пунктів, який відрізняється тим, що для економії енергії регулювання електричної енергії виконують у поєднанні з детектуванням затягувань.

16. Електронагрівна система утворення аерозолю, яка включає в себе: джерело електричної енергії;

щонайменше один нагрівальний елемент, підключений до джерела електричної енергії;

аерозолетвірний субстрат, та

контролер, виконаний з можливістю виконання способу за будь-яким із пп. 1-15.

17. Система за п. 16, яка відрізняється тим, що щонайменше один нагрівальний елемент включає в себе керамічний матеріал.

18. Система за п. 17, яка відрізняється тим, що щонайменше один нагрівальний елемент додатково включає в себе метал.

19. Система за п. 18, яка відрізняється тим, що щонайменше один нагрівальний елемент включає в себе композиційний матеріал, виготовлений зі згаданого керамічного матеріалу та згаданого металу.

20. Система за п. 18 або п. 19, яка відрізняється тим, що згаданий керамічний матеріал покритий згаданим металом.

21. Система за будь-яким із п. 18, п. 19 або п. 20, яка відрізняється тим, що згаданий метал являє собою платину або золото.

22. Система за будь-яким із пп. 18-21, яка відрізняється тим, що щонайменше один нагрівальний елемент виконаний у формі нагрівальної пластини.

Текст

Реферат: Предметом винаходу є спосіб керування вивільненням летких сполук з аерозолетвірного субстрату у електронагрівній системі утворення аерозолю. Співвідношенням летких сполук, які вивільнюються електронагрівною системою утворення аерозолю, керують шляхом встановлення заздалегідь визначеної максимальної робочої температури електронагрівної системи утворення аерозолю та шляхом керування цією температурою під час роботи. Заздалегідь визначену максимальну робочу температуру встановлюють на рівні нижче утворення багатьох небажаних речовин. UA 100882 C2 (12) UA 100882 C2 UA 100882 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід має відношення до електронагрівних систем утворення аерозолю, зокрема, до керування утворенням складників диму, які вивільнюються електронагрівною системою утворення аерозолю при нагріванні. Звичайні сигарети виділяють дим в результаті згоряння тютюну та обгортки, яке відбувається за температур, які під час затягування можуть перевищувати 800°С. За таких температур тютюн термічно розкладається в результаті піролізу та згоряння. Тепло згоряння призводить до вивільнення та утворення з тютюну різноманітних газоподібних продуктів згоряння та продуктів перегонки. Коли такі газоподібні продукти просмоктують через сигарету, вони охолоджуються та конденсуються з утворенням диму, який має смаки та аромати, які асоціюються з курінням. За температур згоряння утворюються не тільки смаки та аромати, але також і численні небажані сполуки. Відомі електронагрівні курильні системи, які працюють за нижчих температур. Приклад такої електричної курильної системи описаний у WO03/070031. У цій електричній курильній системі застосований контролер для керування кількістю електричної енергії, яка подається на нагрівальні елементи, в залежності від ступеня розрядження акумуляторів. Крім того, у патентах США № 5,060,671; № 5,144,962; № 5,372,148; № 5,388,594; № 5,498,855; № 5,499,636; № 5,505,214; № 5,530,225; № 5,591,368; № 5,665,262; № 5,666,976; № 5,666,978; № 5,692,291; № 5,692,525; № 5,708,258; № 5,750,964; № 5,902,501; № 5,915,387; № 5,934,289; № 5,954,979; № 5,967,148; № 5,988,176; № 6,026,820 та № 6,040,560, які належать тому самому власнику, описані електричні курильні системи та способи виготовлення таких електричних курильних систем. Зміст перелічених патентів включено в цей опис шляхом посилання. За цим винаходом створений спосіб керування вивільненням летких сполук із електронагрівної системи утворення аерозолю. Електронагрівна система утворення аерозолю включає в себе джерело електричної енергії, щонайменше один нагрівальний елемент, з'єднаний з джерелом електричної енергії, та аерозолем, ворний субстрат. Аерозолетвірний субстрат вивільнює множину летких сполук при нагріванні, при цьому кожна сполука з множини летких сполук має свою мінімальну температуру вивільнення, вище якої ця летка сполука вивільнюється. Спосіб за цим винаходом включає операцію вибору заздалегідь визначеної максимальної робочої температури. Ця заздалегідь визначена максимальна робоча температура є нижчою, ніж мінімальна температура вивільнення щонайменше однієї леткої сполуки з множини летких сполук, для запобігання її вивільненню із аерозолетвірного субстрату. Спосіб за цим винаходом також включає операцію керування температурою щонайменше одного нагрівального елемента так, щоб вивільнювалася щонайменше одна з летких сполук. Ця операція керування включає вимірювання питомого опору щонайменше одного нагрівального елемента, та отримання значення фактичної робочої температури щонайменше одного нагрівального елемента з результатів вимірювання питомого опору. Крім того, операція керування включає порівняння значення фактичної робочої температури щонайменше одного нагрівального елемента із заздалегідь визначеною максимальною робочою температурою. До того ж, операція керування включає регулювання електричної енергії, яка подається на щонайменше один нагрівальний елемент для підтримання фактичної робочої температури щонайменше одного нагрівального елемента рівною заздалегідь визначеній максимальній робочій температурі або нижчою цієї температури. За варіантом, якому віддається перевага, операція керування включає регулювання електричної енергії, яка подається на щонайменше один нагрівальний елемент, для підтримання фактичної робочої температури щонайменше одного нагрівального елемента у певному температурному діапазоні, нижчому заздалегідь визначеної максимальної робочої температури. Цей заздалегідь визначений температурний діапазон може бути обмежений згаданою заздалегідь визначеною максимальною робочою температурою. За варіантом, якому віддається перевага, під час нагрівання щонайменше одного нагрівального елемента операцію керування повторюють так часто, як це необхідно. Варіанти здійснення цього винаходу мають перевагу, яка полягає у тому, що фактичною робочою температурою щонайменше одного нагрівального елемента можна керувати таким чином, щоб запобігати піролізу або згорянню аерозолетвірного субстрату. Це дозволяє зменшити кількість летких компонентів, які вивільнюються або утворюються під час нагрівання. Оскільки утворення шкідливих речовин звичайно відбувається за підвищених температур під час піролізу та згоряння, утворення цих шкідливих компонентів, наприклад, формальдегіду, значно зменшується завдяки застосуванню способу за цим винаходом. Крім того, усунута потреба у терморезисторах або інших датчиках, які займають певну частину обмеженого простору всередині електронагрівної системи утворення аерозолю. Це 1 UA 100882 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 робить варіанти здійснення цього винаходу особливо придатними для застосування у електронагрівних системах утворення аерозолю, які мають декілька нагрівальних елементів, у яких температура кожного нагрівального елемента є керованою. Варіанти здійснення цього винаходу мають також перевагу, яка полягає у тому, що обчислення температури за питомим опором може бути виконане в існуючих контролерах. Це робить варіанти здійснення цього винаходу простими та економічними для запровадження. Крім того, винахід усуває ускладнення, пов'язані з встановленням датчика температури, що забезпечує добрий та надійний термічний контакт із щонайменше одним нагрівальним елементом. За варіантом, якому віддається перевага, аерозолетвірний субстрат включає в себе тютюновмісний матеріал, який містить леткі сполуки, які вивільнюються з субстрату при нагріванні. Альтернативно аерозолетвірний субстрат може включати в себе нетютюновий матеріал, такий як матеріал, застосований у пристроях, описаних у ЕР-А-1750788 та ЕР-А1439876. За варіантом, якому віддається перевага, аерозолетвірний субстрат також включає в себе аерозолеутворювач. Прикладами прийнятних аерозолеутворювачів є гліцерин та пропіленгліколь. Інші приклади потенційно прийнятних аерозолеутворювачів описані у ЕР-А0277519 та US-A-5,396,911. Аерозолетвірний субстрат може являти собою твердий субстрат. Цей твердий субстрат може включати в себе, наприклад, один або більше з таких елементів: порошок, гранули, кульки, шматочки, тонкі трубки, стрічки або листи, які містять одне або більше з такого: листя трав, тютюнове листя, фрагменти тютюнових жилок, відновлений тютюн, гомогенізований тютюн, екструдований тютюн та розпушений тютюн. Твердий субстрат може бути у сипкій формі або може бути наданий у прийнятному контейнері або касеті. Факультативно твердий субстрат може містити інші тютюнові або нетютюнові леткі смако-ароматичні сполуки, які вивільнюються при нагріванні субстрату. Факультативно твердий субстрат може бути нанесений на термостійкий носій або введений у його масу. Цей носій може мати форму порошку, гранул, кульок, шматочків, довгих тонких трубок, стрічок або листів. Альтернативно носій може являти собою трубчастий носій, який має тонкий шар твердого субстрату, нанесений на його внутрішню поверхню, як описано у патентах США № 5,505,214, № 5,591,368 та № 5,388,594, або на його зовнішню поверхню, або як на внутрішню, так і зовнішню поверхні. Такий трубчастий носій може бути виготовлений, наприклад, із паперу або папероподібного матеріалу, нетканої мати з вуглецевого волокна, легкої металевої сітки з відкритими чарунками, перфорованої металевої фольги або будь-якої іншої термостійкої полімерної матриці. Твердий субстрат може бути нанесений на поверхню носія у формі, наприклад, листа, піни, гелю або суспензії. Твердий субстрат може бути нанесений на всю поверхню носія, або альтернативно може бути нанесений за певною схемою для забезпечення неоднорідного розподілення ароматизатора під час використання. Альтернативно носій може являти собою неткане полотно або пучок волокон, у який введені тютюнові компоненти, такі як компоненти, описані у ЕР-А-0857431. Це неткане полотно або пучок волокон можуть включати в себе, наприклад, вуглецеві волокна, природні целюлозні волокна або волокна з похідних целюлози. Альтернативно носій може являти собою принаймні частину нагрівального елемента електронагрівної системи утворення аерозолю. У таких випадках нагрівальний елемент звичайно викидають після застосування. Наприклад, твердий субстрат можна нанести у вигляді тонкого шару на металеву фольгу або на електрично резистивну основу, як описано у патенті США № 5,060,671. Аерозолетвірний субстрат альтернативно може являти собою рідкий субстрат. Якщо передбачений рідкий субстрат, то за варіантом, якому віддається перевага, електронагрівна система утворення аерозолю включає в себе засоби для утримування рідини. Наприклад, рідкий субстрат може утримуватися у контейнері, такому як контейнер, описаний у ЕР-А0893071. Альтернативно або додатково рідкий субстрат може бути абсорбований у пористий матеріал носія, як описано у WO-A-2007/024130, WO-A-2007/066374, ЕР-А-1736062, WO-A2007/131449 та WO-A-2007/131450. Пористий матеріал носія може бути виготовлений з будьякої прийнятної пробки абсорбента або заготовки, наприклад, спіненого металу або пластику, поліпропілену, терилену, нейлонових волокон або кераміки. Рідкий субстрат може утримуватися у пористому матеріалі носія перед використанням електронагрівної системи утворення аерозолю, або альтернативно матеріал рідкого субстрату може бути вивільнений у пористий матеріал носія під час використання або безпосередньо перед ним. Наприклад, рідкий субстрат може перебувати у капсулі, такій як капсула, описана у WO-A-2007/077167. Оболонка капсули 2 UA 100882 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 за варіантом, якому віддається перевага, плавиться при нагріванні та вивільнює рідкий субстрат у пористий матеріал носія. Факультативно капсула може містити твердий матеріал у комбінації з рідиною. Якщо аерозолетвірний субстрат являє собою рідкий субстрат, то електронагрівна система утворення аерозолю може також включати в себе засоби для нагрівання невеликої кількості рідини за один раз. Ці засоби для нагрівання невеликої кількості рідини за один раз можуть включать в себе, наприклад, канал для рідини, який знаходиться в зв'язку з рідким субстратом, як описано у ЕР-А-0893071. Рідкий субстрат звичайно примусово подають у цей канал для рідини під дією капілярних сил. Нагрівальний елемент за варіантом, якому віддається перевага, розташований так, що під час використання нагрівається та випаровується лише невелика кількість рідкого субстрату усередині каналу для рідини, а не рідина всередині контейнера. Альтернативно або додатково, якщо аерозолетвірний субстрат являє собою рідкий субстрат, то електронагрівна система утворення аерозолю може також включати в себе розпилювач, який знаходиться в контакті з джерелом рідкого субстрату та включає в себе щонайменше один нагрівальний елемент. Додатково до нагрівального елемента розпилювач може включати в себе один або декілька електромеханічних елементів, таких як п'єзоелектричні елементи. Додатково або альтернативно розпилювач може включати в себе також елементи, у яких застосовані електростатичні, електромагнітні або пневматичні принципи дії. Електронагрівна система утворення аерозолю може також включати в себе конденсаційну камеру. Аерозолетвірний субстрат альтернативно може являти собою субстрат будь-якого іншого виду, наприклад, газоподібний субстрат, або будь-яку комбінацію субстратів різних видів. Під час роботи цей субстрат може бути повністю розташований усередині електронагрівної системи утворення аерозолю. У цьому випадку споживач може затягуватися з мундштука електронагрівної системи утворення аерозолю. Альтернативно під час роботи цей субстрат може бути частково розташований усередині електронагрівної системи утворення аерозолю. У цьому випадку субстрат може утворювати частину окремого виробу, а споживач може затягуватися безпосередньо з окремого виробу. Щонайменше один нагрівальний елемент може включати в себе єдиний нагрівальний елемент. Альтернативно щонайменше один нагрівальний елемент може включати в себе більш ніж один нагрівальний елемент. За варіантом, якому віддається перевага, електронагрівна система утворення аерозолю включає в себе два або декілька нагрівальних елементів, наприклад, від двох до двадцяти нагрівальних елементів. Нагрівальний елемент або нагрівальні елементи можуть бути розташовані так, щоб найбільш ефективно нагрівати аерозолетвірний субстрат. За варіантом, якому віддається перевага, щонайменше один нагрівальний елемент включає в себе електрично резистивний матеріал. Придатні електрично резистивні матеріали включають, але без обмеження ними: напівпровідники, такі як легована кераміка, електропровідна кераміка (така як, наприклад, дисиліцид молібдену), вуглець, графіт, метали, сплави металів та композиційні матеріали, виготовлені з певного керамічного матеріалу та певного металічного матеріалу. Такі композиційні матеріали можуть включати леговану або нелеговану кераміку. До прикладів прийнятної легованої кераміки належать леговані карбіди кремнію. До прикладів прийнятних металів належать титан, цирконій, тантал та метали з групи платини. До прикладів прийнятних сплавів металів належать нержавіюча сталь, нікель-, кобальт-, хром-, алюміній-, титан-, цирконій-, гафній-, ніобій-, молібден-, тантал-, вольфрам-, олово-, галій-, марганець- та залізовмісні сплави, а також жаростійкі сплави на основі нікелю, заліза, кобальту, нержавіючої сталі, сплаву Timetal® та сплавів на основі заліза, марганцю та алюмінію. У композиційних матеріалах електрично резистивний матеріал може бути факультативно введений у масу, вміщений у капсули або покритий ізолювальним матеріалом або навпаки, залежно від кінетики передавання енергії та потрібних зовнішніх фізико-хімічних властивостей. Приклади прийнятних композиційних нагрівальних елементів описані у патенті США № 5,498,855, WO-A-03/095688 та патенті США № 5,514,630. Щонайменше один нагрівальний елемент може бути виконаний у будь-якій прийнятній формі. Наприклад, щонайменше один нагрівальний елемент може бути виконаний у формі нагрівальної пластини, такої як пластини, описані у патентах США № 5,388,594, № 5,591,368 та № 5,505,214. Якщо аерозолетвірний субстрат являє собою рідину, вміщену всередину контейнера, то цей контейнер може включати в себе нагрівальний елемент, який викидають після застосування. Альтернативно можуть бути також прийнятними одна або більше нагрівальних голок або стрижнів, які проходять через середину аерозолетвірного субстрату, як описано у KR-А-100636287 та JP-A-2006320286. Інші альтернативи включають нагрівальний 3 UA 100882 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 дріт або нитку розжарення, наприклад, із дроту, виготовленого з Ni-Cr, платини, вольфраму або сплавів, такого як дріт, описаний у ЕР-А-1736065, або нагрівальну пластину. Факультативно нагрівальний елемент може бути нанесений ззовні або зсередини на жорсткий матеріал основи. Щонайменше один нагрівальний елемент може нагрівати аерозолетвірний субстрат за допомогою провідності. Нагрівальний елемент може перебувати принаймні частково у контакті з субстратом або носієм, на який цей субстрат нанесений. Альтернативно тепло від нагрівального елемента може передаватися на субстрат за допомогою теплопровідного елемента. Альтернативно щонайменше один нагрівальний елемент може передавати тепло повітрю, яке надходить з навколишнього середовища та просмоктується через електронагрівну систему утворення аерозолю під час використання. Воно у свою чергу нагріває аерозолетвірний субстрат за рахунок конвекції. Повітря з навколишнього середовища може бути нагрітим перед пропусканням через аерозолетвірний субстрат, як описано у WO2007/066374. Альтернативно, якщо аерозолетвірний субстрат являє собою рідкий субстрат, то повітря з навколишнього середовища може бути спочатку пропущено через субстрат, а потім нагріте, як описано у WO2007/078273. За одним із варіантів здійснення цього винаходу, якому віддається перевага, фактичну робочу температуру визначають за довідковою таблицею, у якій зберігаються залежності питомого опору та температури для щонайменше одного нагрівального елемента. В альтернативному варіанті здійснення цього винаходу питомий опір визначають шляхом 2 обчислення полінома, який має вигляд (Т)=0(1+1Т+2Т ), де (Т) являє собою вимірюваний питомий опір щонайменше одного нагрівального елемента або множини нагрівальних елементів, р0 являє собою початковий питомий опір, а 1+2 являють собою коефіцієнти полінома. Обчислення може бути виконане контролером. Альтернативно для описання змін питомого опору щонайменше одного нагрівального елемента як функції температури можуть бути застосовані поліноміальні функції вищих ступенів або інші математичні функції. Альтернативно може бути застосованою кусково-лінійна апроксимація. Цей альтернативний варіант спрощує та прискорює обчислення. За варіантом, якому віддається перевага, система включає в себе більш ніж один нагрівальний елемент, а аерозолетвірний субстрат розташований так, що перебуває у достатній для термічного впливу близькості з кожним нагрівальним елементом. За варіантом, якому віддається перевага, система включає в себе детектор аерозолетвірного субстрату та детектор затягувань, так що електрична енергія подається на щонайменше один нагрівальний елемент лише тоді, коли аерозолетвірний субстрат виявлений на місці, а також в системі виявлено затягування. За варіантом, якому віддається перевага, щонайменше один нагрівальний елемент включає в себе залізоалюмінієвий сплав. Цей сплав демонструє чітку залежність між опором та температурою, що корисно для визначення температури нагрівального елемента шляхом вимірювання його опору. Альтернативно нагрівальний елемент включає в себе вищезгадані електрично резистивні матеріали та інші прийнятні матеріали, які демонструють порівнянну характеристику питомого термічного опору разом з чіткою залежністю питомого опору від температури. За варіантом, якому віддається перевага, під час затягування операцію керування за цим винаходом виконують із частотою від приблизно 100 Гц до приблизно 10 кГц, а за варіантом, якому віддається перевага, з частотою приблизно 1 кГц. Лише у вигляді прикладу винахід далі описаний з посиланнями на супровідні фігури, на яких: Фіг. 1 являє собою схематичне зображення електронагрівної системи утворення аерозолю з аерозолетвірним субстратом, вставленим у систему; Фіг. 2 являє собою графік залежності питомого опору нагрівальної пластини від температури. На Фіг. 1 у спрощеному вигляді показана внутрішня схема одного з варіантів виконання електронагрівної системи 100 утворення аерозолю. Зокрема, елементи електронагрівної системи 100 утворення аерозолю показані не у масштабі. Елементи, які не мають відношення до зрозуміння винаходу, не показані для спрощення Фіг. 1. Електронагрівна система 100 утворення аерозолю включає в себе корпус 10 та аерозолетвірний субстрат 2, наприклад, сигарету. Аерозолетвірний субстрат 2 вставляють всередину корпусу 10 до достатньої для термічного впливу близькості з нагрівальним елементом 20. Аерозолетвірний субстрат 2 вивільнює низку летких сполук за різних температур. Деякі із цих летких сполук, вивільнених з аерозолетвірного субстрату 2, утворюються тільки у процесі нагрівання. Кожна летка сполука вивільнюється при температурі 4 UA 100882 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 вище властивої їй температури вивільнення. Шляхом керування максимальною робочою температурою електронагрівної системи 100 утворення аерозолю таким чином, щоб вона була нижче температури вивільнення деяких летких сполук, вивільнення або утворення цих складників диму можна уникнути. Крім того, корпус 10 включає в себе джерело 40 електричної енергії, наприклад, перезаряджувану іонно-літієву акумуляторну батарею. Контролер 30 сполучений з нагрівальним елементом 20, джерелом 40 електричної енергії, детектором 32 аерозолетвірного субстрату, детектором 34 затягувань та графічним інтерфейсом 36 користувача, наприклад, дисплеєм. Детектор 32 аерозолетвірного субстрату виявляє наявність аерозолетвірного субстрату 2 у достатній для термічного впливу близькості з нагрівальним елементом 20 та сигналізує про наявність аерозолетвірного субстрату 2 на контролер 30. Детектор 34 затягувань виявляє в системі потік повітря, який свідчить про затягування, яке виконують через електронагрівну систему 100 утворення аерозолю. Детектор 34 затягувань сигналізує про таке затягування на контролер 30. Контролер 30 керує інтерфейсом 36 користувача щодо індикації інформації про систему, наприклад, інформації про потужність акумуляторних батарей, температуру, стан аерозолетвірного субстрату 2, інших повідомлень або їх комбінацій. Контролер 30 також керує максимальною робочою температурою нагрівального елемента 20. На Фіг. 2 показаний графік залежності питомого опору р ("ро") від температури для типового залізоалюмінієвого сплаву (FeAl), який застосовують як нагрівальний елемент 20 у варіанті здійснення цього винаходу, описаному з посиланням на Фіг. 1. Фактична характеристика питомого опору р змінюється залежно від конкретного складу сплаву та геометричної конфігурації нагрівального елемента 20. Графік, показаний на Фіг. 2, являє собою лише приклад. На Фіг. 2 показано, що питомий опір р зростає разом із підвищенням температури. Таким чином, знання питомого опору р у будь-який певний час може бути застосоване для отримання фактичної робочої температури нагрівального елемента 20. Опір нагрівального елемента R=V/I; де V являє собою напругу на нагрівальному елементі, а І являє собою струм, що проходить через цей нагрівальний елемент 20. Опір R залежить від конфігурації нагрівального елемента 20, а також температури, і виражений таким співвідношенням: рівняння 1, R=(T)L/S де (Т) являє собою залежний від температури питомий опір, L являє собою довжину, a S являє собою площу поперечного перерізу нагрівального елемента 20. L та S є незмінними для певної конфігурації нагрівального елемента 20 та можуть бути виміряні. Отже, для певної конструкції нагрівального елемента R пропорційно (Т). Питомий опір (Т) нагрівального елемента може бути виражений у вигляді полінома таким чином: 2 рівняння 2, р(Т)=0(1+1Т+2Т ) де 0 являє собою початковий опір за початкової температури Т 0, а 1 та 2 являють собою коефіцієнти полінома. Таким чином, знаючи довжину та поперечний переріз нагрівального елемента 20, можливо визначити опір R, а отже і питомий опір  за певної температури шляхом вимірювання напруги V та струму І на нагрівальному елементі. Цю температуру можна отримати просто з довідкової таблиці залежності властивого йому питомого опору від температури для застосованого нагрівального елемента або шляхом обчислення полінома за рівнянням (2), наведеним вище. За варіантом, якому віддається перевага, процес може бути спрощений шляхом подання однієї або більше кривих питомого опору  від температури, а за варіантом, якому віддається перевага, двох лінійних апроксимацій у діапазоні температур, застосовних до тютюну. Це спрощує розрахунок потрібної температури контролером 30, який має обмежені обчислювальні ресурси. Під час виконання підготовки до регулювання здійснюють вибір значення максимальної робочої температури для електронагрівної системи 100 утворення аерозолю. Цей вибір базується на температурах вивільнення летких сполук, які мають та не мають вивільнюватися. Потім це заздалегідь визначене значення зберігається у контролері 30 разом із припустимим діапазоном, наприклад, мінус 5 відсотків від заздалегідь визначеної максимальної робочої температури. Контролер 30 здійснює нагрівання нагрівального елемента 20 шляхом подавання електричної енергії на нагрівальний елемент 20. За варіантом, якому віддається перевага, для 5 UA 100882 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 економії енергії контролер здійснює нагрівання нагрівального елемента 20 тільки якщо детектор 32 аерозолетвірного субстрату 2 виявив аерозолетвірний субстрат 2, та детектор 34 затягувань виявив наявність затягування. Під час використання контролер 30 вимірює питомий опір р нагрівального елемента 20. Після цього контролер 30 перетворює питомий опір нагрівального елемента 20 на значення фактичної робочої температури нагрівального елемента шляхом порівняння виміряного питомого опору р з довідковою таблицею. Під час виконання наступної операції контролер 30 порівнює отриману фактичну робочу температуру із заздалегідь визначеною максимальною робочою температурою. Якщо фактична робоча температура нижче нижньої межі діапазону заздалегідь визначеної максимальної робочої температури, то контролер 30 подає на нагрівальний елемент 20 додаткову електричну енергію для підвищення фактичної робочої температури нагрівального елемента 20. Якщо ж фактична робоча температура перевищує верхню межу діапазону заздалегідь визначеної максимальної робочої температури, то контролер 30 зменшує подавання електричної енергії на нагрівальний елемент 20 для зниження фактичної робочої температури нагрівального елемента 20 до меж заздалегідь визначеної максимальної робочої температури. Керування температурою нагрівального елемента на основі питомого опору нагрівального елемента р не обмежено електронагрівною системою утворення аерозолю, як описано стосовно до Фіг. 1, а може бути застосоване до будь-якої електронагрівної системи утворення аерозолю, у якій нагрівальний елемент 20 подає теплову енергію на тютюн або інший аерозолетвірний субстрат 2 для вивільнення летких сполук. Можливі також різноманітні інші модифікації, які не виходять за межі обсягу винаходу та зрозумілі фахівцям у цій галузі. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 1. Спосіб керування вивільненням летких сполук з електронагрівної системи утворення аерозолю, яка включає в себе джерело електричної енергії, щонайменше один нагрівальний елемент, підключений до джерела електричної енергії, та аерозолетвірний субстрат, який при нагріванні вивільнює множину летких сполук, кожна з яких має мінімальну температуру вивільнення, вище якої летка сполука вивільнюється, який включає: вибирання заздалегідь визначеної максимальної робочої температури, яка є нижче мінімальної температури вивільнення щонайменше однієї з летких сполук для запобігання її вивільненню з аерозолетвірного субстрату; керування температурою щонайменше одного нагрівального елемента так, щоб вивільнювалася щонайменше одна леткасполука, причому згадане керування включає: вимірювання питомого опору щонайменше одного нагрівального елемента; отримання значення фактичної робочої температури щонайменше одного нагрівального елемента з результатів вимірювання питомого опору; порівняння значення фактичної робочої температури із заздалегідь визначеною максимальною робочою температурою; та регулювання електричної енергії, яка подається на щонайменше один нагрівальний елемент для підтримання фактичної робочої температури щонайменше одного нагрівального елемента нижче заздалегідь визначеної максимальної робочої температури. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що операція регулювання включає регулювання електричної енергії, яка подається на щонайменше один нагрівальний елемент, для підтримання фактичної робочої температури щонайменше одного нагрівального елемента у заздалегідь визначеному діапазоні нижче заздалегідь визначеної максимальної робочої температури. 3. Спосіб за п. 1 або п. 2, який відрізняється тим, що отримання значення фактичної робочої температури щонайменше одного нагрівального елемента включає визначення значення температури за довідковою таблицею питомого опору та температури. 4. Спосіб за п. 3 який відрізняється тим, що у довідковій таблиці зберігають значення температури залежно від питомого опору, отримані щонайменше для одного нагрівального елемента, який має заздалегідь визначені склад матеріалу, довжину та поперечний переріз. 5. Спосіб за п. 1 або п. 2, який відрізняється тим, що визначення величини температури нагрівального елемента включає обчислення полінома, який має вигляд: 2 ρ(Т)=ρo·(1+α1Т+α2Т ), 6 UA 100882 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 де ρ(Т) являє собою вимірюваний питомий опір щонайменше одного нагрівального елемента, ρ o являє собою початковий питомий опір, Т являє собою температуру щонайменше одного нагрівального елемента, а α1 та α2 являють собою коефіцієнти полінома. 6. Спосіб за будь-яким із попередніх пунктів, який відрізняється тим, що щонайменше один нагрівальний елемент включає в себе щонайменше один із таких матеріалів: залізоалюмінієвий сплав, сплав на основі титану або сплав на основі нікелю. 7. Спосіб за будь-яким із попередніх пунктів, який відрізняється тим, що операцію керування виконують із певною частотою. 8. Спосіб за п. 7, який відрізняється тим, що частоту виконання операції керування вибирають з-посеред частот від приблизно 100 Гц до приблизно 10 кГц. 9. Спосіб за будь-яким із попередніх пунктів, який відрізняється тим, що щонайменше один нагрівальний елемент включає в себе керамічний матеріал. 10. Спосіб за п. 9, який відрізняється тим, що щонайменше один нагрівальний елемент додатково включає в себе метал. 11. Спосіб за п. 10, який відрізняється тим, що щонайменше один нагрівальний елемент включає в себе композиційний матеріал, виготовлений зі згаданого керамічного матеріалу та згаданого металу. 12. Спосіб за п. 10 або п. 11, який відрізняється тим, що згаданий керамічний матеріал покритий згаданим металом. 13. Спосіб за будь-яким із п. 10, п. 11 або п. 12, який відрізняється тим, що згаданий метал являє собою платину або золото. 14. Спосіб за будь-яким із попередніх пунктів, який відрізняється тим, що щонайменше один нагрівальний елемент виконаний у формі нагрівальної пластини. 15. Спосіб за будь-яким із попередніх пунктів, який відрізняється тим, що для економії енергії регулювання електричної енергії виконують у поєднанні з детектуванням затягувань. 16. Електронагрівна система утворення аерозолю, яка включає в себе: джерело електричної енергії; щонайменше один нагрівальний елемент, підключений до джерела електричної енергії; аерозолетвірний субстрат, та контролер, виконаний з можливістю виконання способу за будь-яким із пп. 1-15. 17. Система за п. 16, яка відрізняється тим, що щонайменше один нагрівальний елемент включає в себе керамічний матеріал. 18. Система за п. 17, яка відрізняється тим, що щонайменше один нагрівальний елемент додатково включає в себе метал. 19. Система за п. 18, яка відрізняється тим, що щонайменше один нагрівальний елемент включає в себе композиційний матеріал, виготовлений зі згаданого керамічного матеріалу та згаданого металу. 20. Система за п. 18 або п. 19, яка відрізняється тим, що згаданий керамічний матеріал покритий згаданим металом. 21. Система за будь-яким із п. 18, п. 19 або п. 20, яка відрізняється тим, що згаданий метал являє собою платину або золото. 22. Система за будь-яким із пп. 18-21, яка відрізняється тим, що щонайменше один нагрівальний елемент виконаний у формі нагрівальної пластини. 7 UA 100882 C2 Комп’ютерна верстка С. Чулій Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 8

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Method of controlling the release of smoke compounds in an electrical aerosol generating system

Автори англійською

Greim, Olivier, Fernando, Felix, Radtke, Falk

Назва патенту російською

Способ управления образованием компонентов дыма в электрической системе образования аэрозоля

Автори російською

Грем Оливье, Фернандо Феликс, Радтке Фальк

МПК / Мітки

МПК: A24B 15/00, A24F 47/00

Мітки: диму, складників, керування, аерозолю, спосіб, утворенням, утворення, системі, електричний

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/10-100882-sposib-keruvannya-utvorennyam-skladnikiv-dimu-v-elektrichnijj-sistemi-utvorennya-aerozolyu.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб керування утворенням складників диму в електричній системі утворення аерозолю</a>

Подібні патенти