RS58673B1 - Električno zagrevani sistem za proizvodnju aerosola sa poboljšanom kontrolom grejača - Google Patents

Description

Predmetni pronalazak se odnosi na postupak za kontrolu najmanje jednog električnog grejnog elementa električno zagrevanog sistema za proizvodnju aerosola. Predmetni pronalazak se dalje odnosi na sistem za proizvodnju aerosola sa električnim zagrevanjem. Predmetni pronalazak pronalazi konkretnu primenu kao postupak za kontrolu najmanje jednog električnog grejnog elementa sistema za pušenje sa električnim zagrevanjem i kao električni sistem za pušenje.

WO-A-2009/132793 otkriva električno zagrevani sistem za pušenje. Tečnost se čuva u skladišnom delu za čuvanje tečnosti i kapilarni fitilj ima prvi kraj, koji se proteže u skladišni deo za čuvanje tečnosti, da bi bio u kontaktu sa tečnošću koja se nalazi u njemu, i drugi kraj koji se proteže izvan skladišnog dela za čuvanje tečnosti. Grejni element zagreva drugi kraj kapilarnog fitilja. Grejni element je u obliku spiralno namotanog grejnog elementa u električnoj vezi sa izvorom napajanja i okružuje drugi kraj kapilarnog fitilja. Prilikom upotrebe korisnik može da aktivira grejni element uključivanjem napajanja. Korisnikovo povlačenje dima na usniku dovodi do uvlačenja vazduha u električno zagrevani sistem za pušenje i njegovog prolaska preko kapilarnog fitilja i grejnog elementa i potom u korisnikova usta.

US2008/0092912 opisuje uređaj za proizvodnju aerosola na električni pogon koji uklјučuje grejni uređaj koji se aktivira kao odgovor na osećaj protoka vazduha.

Cilj ovog pronalaska je da obezbedi poboljšani postupak za kontrolisanje električnog grejnog elementa takvog električno zagrevanog sistema za proizvodnju aerosola.

U skladu sa prvim aspektom pronalaska, obezbeđen je postupak za kontrolu najmanje jednog električnog grejnog elementa električno zagrevanog sistema za proizvodnju aerosola za zagrevanje supstrata koji daje aerosol, pri čemu sistem ima senzor za detektovanje protoka vazduha koji ukazuje na to da korisnik povlači dim koji ima trajanje protoka vazduha, a postupak obuhvata korake: povećanje snage zagrevanja za najmanje jedan grejni element od nule do snage p1 kada senzor detektuje da je brzina protoka vazduha povećana do prvog praga; održavanje snage zagrevanja na snazi p1 za barem deo trajanja protoka vazduha; i smanjenje snage zagrevanja za najmanje jedan grejni element od snage p1 do nule kada senzor detektuje da je brzina protoka vazduha smanjena na drugi prag, pri čemu je prvi prag protoka vazduha niži od drugog praga protoka vazduha.

Bar jedan električni grejni element je organizovan da zagreva supstrat koji daje aerosol da proizvede aerosol. Električno zagrevani sistem za proizvodnju aerosola može da obuhvata supstrat koji daje aerosol ili može da bude prilagođen da primi supstrat koji daje aerosol. Kao što je poznato prosečnom stručnjaku u tehnici, aerosol je suspenzija čvrstih čestica ili kapljica tečnosti u gasu, kao što je vazduh. Kontrolisanjem snage zagrevanja najmanje jednog grejnog elementa, može se optimizovati potrošnja energije. Snaga zagrevanja može biti prilagođena određenom profilu uvlačenja dima tako da se mogu postići željena svojstva aerosola, na primer, koncentracija aerosola ili veličina čestica. Može se izbeći pregrevanje ili nedovoljno zagrevanje, naročito na početku ili kraju povlačenja dima. Smanjenje snage prema kraju povlačenja dima utiče na hlađenje grejnog elementa, a time i na temperaturu grejnog elementa i njegovu blizinu. To, pak, utiče na to koliko kondenzacije može da se formira u sistemu, što može uticati na curenje tečnosti.

Poželjno je da električno zagrevani sistem za proizvodnju aerosola sadrži izvor napajanja za snabdevanje bar jednog električnog grejnog elementa električnom energijom. Poželjno je da električno zagrevani sistem za proizvodnju aerosola sadrži električno kolo za kontrolu snabdevanja električnom energijom od napajanja do najmanje jednog električnog grejnog elementa. Poželjno, električna kola sadrže senzor.

Poželjno je da električno kolo bude organizovano da izvede korake postupka prvog aspekta pronalaska. Da bi izvelo korake postupka prvog aspekta pronalaska, električno kolo može da bude direktno povezano. Međutim, poželjnije je da električno kolo može da se programira da izvede korake postupka prvog aspekta pronalaska.

Senzor može da bude bilo koji senzor koje može da detektuje protok vazduha koji ukazuje da korisnik uzima dim. Senzor može da bude elektromehanički uređaj. Alternativno, senzor može da bude bilo koji od: mehanički uređaj, optički uređaj, optomehanički uređaj, senzor na bazi mikroelektromehaničkih sistema (MEMS) i akustički senzor.

Uglavnom, brzina strujanja vazduha (koja može biti poznata i kao brzina protoka vazduha pri uvlačenju), tokom trajanja protoka vazduha (koja može biti ista kao i trajanje uvlačenja), povećava se od nule do prvog praga do maksimuma, i zatim se smanjuje od maksimuma do drugog praga, a zatim do nule. Brzina protoka vazduha može da formira Gausovu ili normalnu raspodelu (poznatu i kao zvonasta kriva). Uobičajenije je, međutim, da brzina protoka vazduha može da formira nesavršenu Gausovu raspodelu. Trajanje protoka vazduha može se definisati na više načina. Na primer, trajanje protoka vazduha može se definisati kao vremenski period tokom kojeg brzina protoka vazduha nije nula. Alternativno, trajanje protoka vazduha može se definisati kao vremenski period tokom kojeg je brzina protoka vazduha veća od unapred definisanog nivoa. Poželjno, snaga p1 je unapred definisana. Snaga p1 može zavisiti od brojnih faktora uključujući, ali ne ograničavajući se na, oblik električnog grejnog elementa, tip supstrata koji stvara aerosol, željenu količinu aerosola i veličinu čestica potrebnu za aerosol.

U jednom primeru, koji nije prema pronalasku, prvi prag protoka vazduha je jednak drugom pragu protoka vazduha. Ovaj primer ima prednosti, jer je rad postupka relativno jednostavan.

Prema pronalasku, prvi prag protoka vazduha je manji od drugog praga protoka vazduha. Ovo je povoljno, jer doprinosi izbegavanju pregrevanja pri kraju uvlačenja dima što, zauzvrat, utiče na formiranje kondenzacije. Pošto je drugi prag protoka vazduha, kod koga se smanjuje snaga zagrevanja, veći od prvog praga protoka vazduha, na kojem se povećava snaga zagrevanja, snaga zagrevanja koja se dostavlja najmanje jednom grejnom elementu se smanjuje ranije u uvlačenju dima. Time se izbegava pregrevanje na kraju trajanja protoka vazduha.

Korak povećanja snage zagrevanja za najmanje jedan grejni element od nule do snage p1 može obuhvatati u suštini trenutno povećanje snage zagrevanja od nule do snage p1. To znači da se snaga može povećati od nule do snage p1 u vremenskom periodu koji je u osnovi jednak nuli. Na dijagramu snage zagrevanja na vertikalnoj osi u odnosu na vreme na horizontalnoj osi, ovo bi bilo predstavljeno vertikalnom, ili uglavnom vertikalnom linijom od nule do snage p1.

Alternativno, korak povećanja snage zagrevanja za najmanje jedan grejni element od nule do snage p1 može obuhvatiti povećanje snage zagrevanja od nule do snage p1 u vremenskom periodu koji nije jednak nuli. To jest, snaga se može povećati od nule do snage p1 postepeno tokom odabranog vremenskog perioda. Što je duži odabrani vremenski period, to se postepenije povećava snaga. Na dijagramu snage zagrevanja na vertikalnoj osi u odnosu na vreme na horizontalnoj osi, ovo bi bilo predstavljeno nagibom sa pozitivnim gradijentom od nulte snage do snage p1. Gradijent nagiba može biti konstantan ili nekonstantan.

Korak smanjenja snage zagrevanja za najmanje jedan grejni element od snage p1 do nule može obuhvatiti u suštini trenutno smanjenje snage zagrevanja od snage p1 do nule. To znači da se snaga može smanjiti od snage p1 do nule tokom vremenskog perioda koji je u osnovi jednak nuli. Na dijagramu snage zagrevanja na vertikalnoj osi u odnosu na vreme na horizontalnoj osi, ovo bi bilo predstavljeno vertikalnom, ili u osnovi vertikalnom linijom od snage p1 do nulte snage.

Alternativno, korak smanjenja snage zagrevanja za barem jedan grejni element od snage p1 do nule može uključivati postepeno smanjenje snage zagrevanja od snage p1 do nule. To znači da se snaga može smanjiti u vremenskom periodu koji nije jednak nuli. To znači da se snaga može smanjiti od snage p1 do nule postepeno tokom odabranog vremenskog perioda. Što je duži odabrani vremenski period, postepenije se smanjuje snaga. Na dijagramu snage zagrevanja na vertikalnoj osi u odnosu na vreme na horizontalnoj osi, ovo bi bilo predstavljeno nagibom sa negativnim gradijentom od snage p1 do nule. Gradijent nagiba može biti konstantan ili nekonstantan.

U jednoj realizaciji, postupak dalje obuhvata, nakon koraka povećanja snage zagrevanja za najmanje jedan grejni element od nule do snage p1, korak: povećanje snage zagrevanja za najmanje jedan grejni element od snage p1 do snage p2, veći od snage p1, i vraćanje snage zagrevanja na snagu p1 pre koraka održavanja snage zagrevanja na snazi p1 za barem deo trajanja protoka vazduha.

To jest, na početku trajanja protoka vazduha, snaga zagrevanja je p2, veća od p1. Ovo obezbeđuje nalet električne energije na početku uvlačenja dima. Poželjno, nakon početnog naleta električne energije, sa maksimalnom snagom p2, snaga se smanjuje do snage p1 i, za ostatak trajanja protoka vazduha, snaga zagrevanja se održava na snazi p1. Ovakvo pregrevanje prema početku trajanja protoka vazduha dovodi do stvaranja aerosola koje počinje ranije. Ovo može pružiti bolju reaktivnost za korisnika. Ovo, takođe, može smanjiti veličinu aerosolnih čestica ili koncentraciju aerosola na početku uvlačenja dima. Poželjno, snaga p2 je unapred definisana. Snaga p2 može zavisiti od brojnih faktora uključujući, ali ne ograničavajući se na, oblik električnog grejnog elementa, tip supstrata koji stvara aerosol, željenu količinu aerosola i veličinu čestica potrebnu za aerosol.

Korak održavanja snage zagrevanja na snazi p1 za barem neko vreme trajanja protoka vazduha može obuhvatati snabdevanje impulsima električne struje najmanje jednom grejnom elementu na prvoj frekvenciji f1 i prvom radnom ciklusu. Prva frekvencija f1, prvi radni ciklus, ili i prva frekvencija f1 i prvi radni ciklus mogu biti izabrani na odgovarajući način tako da se održi snaga zagrevanja na željenom nivou. Strujni impulsi mogu imati bilo koju odgovarajuću maksimalnu struju.

Korak postepenog smanjenja snage zagrevanja od snage p1 do nule može da obuhvata snabdevanje impulsima električne struje najmanje jednog grejnog elementa na drugoj frekvenciji f2 i sa drugim radnim ciklusom. Druga frekvencija f2, drugi radni ciklus, ili i druga frekvencija f2 i drugi radni ciklus mogu biti izabrani na odgovarajući način kako bi se adekvatno smanjila snaga zagrevanja. Druga frekvencija f2 može biti niža od prve frekvencije f1. Alternativno, prva frekvencija f1 i druga frekvencija f2 mogu biti jednake. Drugi radni ciklus može biti niži od prvog radnog ciklusa. Alternativno, prvi radni ciklus i drugi radni ciklus mogu biti jednaki.

Korak povećanja snage zagrevanja za najmanje jedan grejni element od snage p1 do snage p2, veći od snage p1, može da obuhvata snabdevanje impulsima električne struje najmanje jednom grejnom elementu na trećoj frekvenciji f3 i pri trećem radnom ciklusu. Treća frekvencija f3, treći radni ciklus, ili i treća frekvencija f3 i treći radni ciklus mogu biti izabrani na odgovarajući način kako bi se povećala snaga zagrevanja do snage p2. Treća frekvencija f3 može biti veća i od prve frekvencije f1 i druge frekvencije f2. Treća frekvencija može biti jednaka jednoj ili obema prvoj frekvenciji f1 i drugoj frekvenciji f2. Treći radni ciklus može biti niži od drugog radnog ciklusa. Treći radni ciklus može biti jednak jednom ili i prvom radnom ciklusu i drugom radnom ciklusu.

U skladu sa drugim aspektom pronalaska, obezbeđen je električno zagrevani sistem za proizvodnju aerosola koji zagreva supstrat koji daje aerosol, sistem sadrži: najmanje jedan električni grejni element za zagrevanje supstrata koji daje aerosol da bi se formirao aerosol; napajanje za napajanje strujom najmanje jednog električnog grejnog elementa; i električna kola za kontrolu snabdevanja električnom energijom iz napajanja do najmanje jednog električnog grejnog elementa, električna kola uključuju senzor za detektovanje protoka vazduha koji ukazuje na to da korisnik uvlači dim koji ima trajanje protoka vazduha; pri čemu je električno kolo postavljeno tako da poveća snagu zagrevanja za najmanje jedan grejni element od nule do snage p1 kada senzor detektuje da je brzina protoka vazduha povećana do prvog praga; da održava snagu zagrevanja na snazi p1 za barem deo trajanja protoka vazduha; i da smanji snagu zagrevanja za najmanje jedan grejni element od snage p1 do nule kada senzor detektuje da je brzina protoka vazduha smanjena na drugi prag, pri čemu je prvi prag manji od drugog praga.

U jednoj realizaciji, supstrat koji daje aerosol je tečni supstrat, a električno zagrevani sistem za proizvodnju aerosola koji dalje sadrži kapilarni fitilj za transport tečnog supstrata do najmanje jednog električnog grejnog elementa. Kao što će biti objašnjeno u daljem tekstu, grejni element u kombinaciji sa kapilarnim fitiljom može da obezbedi brz odziv i, stoga, poboljšanu kontrolu profila grejanja.

U skladu sa trećim aspektom pronalaska, obezbeđeno je električno kolo za električno zagrevani sistem sa proizvodnju aerosola sa koji sadrži najmanje jedan električni grejni element i senzor za detektovanje protoka vazduha koji ukazuje da korisnik uvlači dim koji ima trajanje protoka vazduha, a električna kola su postavljena za izvođenje postupka iz prvog aspekta pronalaska.

Poželjno je da električno kolo može da se programira da bi izvelo postupak iz prvog aspekta pronalaska. Alternativno, električno kolo može da bude direktno povezano da bi izvelo postupak iz prvog aspekta pronalaska.

Prema četvrtom aspektu pronalaska, obezbeđen je kompjuterski program koji, kada se koristi na programabilnim električnim kolima za sistem sa proizvodnju aerosola, sadrži najmanje jedan električni grejni element i senzor za detektovanje protoka vazduha koji ukazuje da korisnik uvlači dim koji ima trajanje protoka vazduha, uzrokuje da programabilna električna kola sprovode postupak iz prvog aspekta pronalaska.

Prema petom aspektu pronalaska, obezbeđen je kompjuterski čitljivi medijum za skladištenje za rad na programabilnim električnim kolima u električno zagrevanom sistemu za dobijanje aerosola, sistem za dobijanje aerosola koji sadrži najmanje jedan električni grejni element i senzor za detekciju protoka vazduha koji ukazuje na korisnika koji uvlači dim koji ima trajanje protoka vazduha, kompjuterski čitljivi medijum za skladištenje ima na sebi kompjuterski program u skladu sa četvrtim aspektom pronalaska.

Najmanje jedan električni grejni element može da sadrži pojedinačan grejni element. Alternativno, najmanje jedan električni grejni element može da sadrži više od jednog grejnog elementa, na primer dva ili tri ili četiri ili pet ili šest ili više grejnih elemenata. Grejni element ili grejni elementi mogu da budu odgovarajuće tako raspoređeni da najdelotvornije zagrevaju supstrat koji daje aerosol.

Poželjno je da bar jedan električni grejni element sadrži elektrootporni materijal. Odgovarajući elektrootporni materijali obuhvataju, ali nisu ograničeni na: poluprovodnike kao što su dopirane keramike, „elektroprovodljive“ keramike (kao što je, na primer, molibden-disilicid), ugljenik, grafit, metale, legure metala i kompozitne materijale napravljene od keramičkih materijala i metalnih materijala. Takvi kompozitni materijali mogu da sadrže dopirane ili nedopirane keramike. Primeri odgovarajućih dopiranih keramika obuhvataju dopirane silicijum-karbide. Primeri odgovarajućih metala obuhvataju titan, cirkonijum, tantal i metale, koji pripadaju grupi platinskih metala. Primeri odgovarajućih legura metala obuhvataju nerđajući čelik, konstantan, nikl-, kobalt-, hrom-, aluminijum-titan- cirkonijum-, hafnijum-, nobijum-, molibden-, tantal-, volfram-, kalaj-, galijum-, legure koje sadrže mangan i gvožđe, i super legure na bazi nikla, gvožđa, kobalta, nerđajućeg čelika, Timetal®, legure na bazi gvožđe-aluminijuma i legure na bazi gvožđe-mangan-aluminijuma. Timetal® je registrovani žig firme Titanium Metals Corporation, 1999 Broadway Suite 4300, Denver, Kolorado. U kompozitnim materijalima, u zavisnosti od kinetike prenosa energije i potrebnih spoljašnjih fizičko-hemijskih svojstava, elektrootporni materijal može da bude ugrađen u izolacioni materijal, inkapsuliran ili obložen izolacionim materijalom ili obrnuto. Grejni element može da sadrži graviranu metalnu foliju izolovanu između dva sloja inertnog materijala. U tom slučaju inertni materijal može da se sastoji od Kaptona®, potpuno poliimidne ili liskunske folije. Kapton® je registrovani žig firme E.I. du Pont de Nemours and Company, 1007 Market Street, Wilmington, Delaware 19898, Sjedinjene Američke Države.

Alternativno, bar jedan električni grejni element može da sadrži infracrveni grejni element, izvor fotona ili indukcioni grejni element.

Bar jedan električni grejni element može da bude bilo kog odgovarajućeg oblika. Na primer, bar jedan električni grejni element može da bude u obliku grejne oštrice. Alternativno, bar jedan električni grejni element može da bude u obliku kućišta ili supstrata koji ima različite elektroprovodljive delove ili elektrootporne metalne cevi. Ako je supstrat koji daje aerosol tečnost obezbeđena u posudi, posuda može da ima ugrađen grejni element za jednokratnu upotrebu. Alternativno, takođe mogu da budu pogodne jedna ili više grejnih igala ili štapića koji prolaze kroz središte supstrata koji daje aerosol. Alternativno, bar jedan električni grejni element može da bude disk grejač ili kombinacija disk grejača sa grejnim iglama ili štapićima. Alternativno, bar jedan električni grejni element može da sadrži fleksibilan list materijala namešten da okružuje ili delimično okružuje supstrat koji daje aerosol. Ostale alternative obuhvataju grejnu žicu ili užarenu nit, na primer Ni-Cr, platinastu, volfram ili legiranu žicu, ili grejnu pločicu. Po izboru, grejni element može da bude postavljen u ili na kruti noseći materijal.

Bar jedan električni grejni element može da sadrži pasivni izmenjivač toplote ili toplotni rezervoar koji sadrži materijal sposoban da apsorbuje i čuva toplotu i potom je tokom vremena oslobađa supstratu koji daje aerosol. Pasivni izmenjivač toplote može da bude napravljen od bilo kog odgovarajućeg materijala, kao što je metalni ili keramički materijal. Poželjno je da materijal ima veliki toplotni kapacitet (razuman materijal za čuvanje toplote), ili je materijal sposoban da apsorbuje i potom putem reverzibilnog procesa otpušta toplotu, kao što je proces promene faze na visokoj temperaturi. Odgovarajući razumni materijali za čuvanje toplote obuhvataju silika gel, glinicu, ugljenik, stakleni mat, stakleno flakno, minerale, metal ili legure kao što je aluminijum, srebro ili olovo i celulozni materijal kao što je papir. Ostali odgovarajući materijali koji oslobađaju toplotu putem reverzibilne promene agregatnog stanja obuhvataju parafin, natrijum acetat, naftalin, vosak, polietilen oksid, metal, metalnu so, smešu eutektičkih soli ili leguru.

Pasivni izmenjivač toplote ili toplotni rezervoar može da bude raspoređen tako da bude u direktnom kontaktu sa supstratom koji daje aerosol i može da direktno prenosi uskladištenu toplotu na supstrat. Alternativno, toplota uskladištena u pasivnom izmenjivaču toplote ili rezervoaru toplote može da bude preneta na supstrat koji daje aerosol pomoću provodnika toplote, kao što je metalna cev.

Najmanje jedan grejni element može da zagreva supstrat koji daje aerosol putem kondukcije. Grejni element može da bude bar delimično u kontaktu sa supstratom ili sa nosačem na koji je supstrat nanet. Alternativno, toplota sa grejnog elementa može da se provodi do supstrata pomoću toplotnoprovodnog elementa.

Alternativno, najmanje jedan grejni element može da prenosi toplotu na dolazeći okolni vazduh, koji se, u toku upotrebe, povlači kroz sistem za proizvodnju aerosola sa električnim zagrevanjem, koji zauzvrat konvekcijom zagreva supstrat koji daje aerosol. Okolni vazduh može da bude zagrejan pre prolaska kroz supstrat koji daje aerosol. Alternativno, ako je supstrat koji daje aerosol tečni supstrat, okolni vazduh može prvo da bude povučen kroz supstrat i potom zagrejan.

Supstrat koji daje aerosol može da bude čvrst supstrat koji daje aerosol. Supstrat koji daje aerosol poželjno sadrži duvanski materijala koji sadrži isparljiva jedinjenja sa aromom duvana koja se oslobađaju iz supstrata nakon zagrevanja. Supstrat koji daje aerosol može da sadrži neduvanski materijal. Supstrat koji daje aerosol može da sadrži materijal koji sadrži duvan i materijal koji ne sadrži duvan. Poželjno je da supstrat koji daje aerosol dalje sadrži stvarač aerosola. Primeri odgovarajućih stvarača aerosola su glicerin i propilen-glikol.

Alternativno, supstrat koji daje aerosol može da bude tečni supstrat koji daje aerosol. U jednoj realizaciji sistem za proizvodnju aerosola sa električnim zagrevanjem dalje sadrži deo za skladištenje tečnosti. Poželjno je da se tečni supstrat koji daje aerosol čuva u delu za skladištenje tečnosti. U jednoj realizaciji električno zagrevani sistem za proizvodnju aerosola dalje sadrži kapilarni fitilj u vezi sa delom za skladištenje tečnosti. Takođe je moguće da kapilarni fitilj za držanje tečnosti bude obezbeđen bez dela za skladištenje tečnosti. U toj realizaciji kapilarni fitilj može da bude prethodno natopljen tećnošću.

Poželjno je da kapilarni fitilj bude organizovan da bude u kontaktu sa tečnošću u delu za čuvanje tečnosti. U tom slučaju, prilikom upotrebe, tečnost se kapilarnom akcijom u kapilarnom fitilju prenosi od dela za skladištenje tečnosti prema bar jednom električnom grejnom elementu. U jednoj realizaciji kapilarni fitilj ima prvi kraj i drugi kraj, prvi kraj se proteže u deo za skladištenje tečnosti radi kontakta sa tečnošću u njemu i bar jedan električni grejni element je organizovan da zagreva tečnost u drugom kraju. Kad je grejni element aktiviran, tečnost na drugom kraju kapilarnog fitilja se pomoću grejača pretvara u paru da bi se dobila superzasićena para. Prezasićena para se meša i nosi u protoku vazduha. Tokom protoka para se kondenzuje da bi se dobio aerosol koji se prenosi ka ustima korisnika. Grejni element u kombinaciji sa kapilarnim fitiljom može da obezbedi brz odziv, zato što takva organizacija može grejnom elementu da obezbedi veliku površinu tečnosti. Kontrola grejnog elementa u skladu sa pronalaskom može zbog toga da zavisi od organizacije strukture kapilarnog fitilja.

Tečni supstrat može da bude apsorbovan u porozni noseći materijal, koji može da bude napravljen od bilo kog odgovarajućeg apsorbujućeg čepa ili tela, na primer, penasti metalni ili plastični materijal, polipropilen, terilen, najlonska vlakna ili keramike. Tečni supstrat može da bude zadržan u poroznom materijalu nosača pre upotrebe električno zagrevanog sistema za proizvodnju aerosola ili alternativno, tečni materijal supstrata može da bude oslobođen u porozni materijal nosača u toku ili neposredno pre upotrebe. Na primer, tečni supstrat može da bude obezbeđen u kapsuli. Poželjno je da se omotač kapsule topi usled zagrevanja i oslobađa tečni supstrat u porozni materijal nosača. Kapsula može po izboru da sadrži kombinaciju čvrstog i tečnog.

Ukoliko je supstrat koji daje aerosol tečni supstrat, tečnost ima fizičke osobine, na primer, tačku ključanja, pogodne za upotrebu u sistemu za proizvodnju aerosola; ako je tačka ključanja suviše visoka, samo jedan električni grejni element neće biti u stanju da ispari tečnost u kapilarnom fitilju, ali ako je tačka ključanja suviše niska, tečnost može da isparava čak i bez aktiviranja najmanje jednog grejnog elementa. Kontrola bar jednog električnog grejnog elementa može da zavisi od fizičkih svojstava tečnog supstrata. Poželjno je da tečnost sadrži duvanski materijal koji sadrži isparljiva jedinjenja duvanske arome koja se posle zagrevanja oslobađaju iz tečnosti. Alternativno ili pored toga, tečnost može da sadrži neduvanski materijal. Tečnost može da obuhvati vodu, rastvarače, etanol, biljne ekstrakte i prirodne ili veštačke arome. Poželjno je da tečnost dalje sadrži stvarač aerosola. Primeri odgovarajućih stvarača aerosola su glicerin i propilen-glikol.

Prednost obezbeđivanja dela za skladištenje tečnosti je ta što može da se održava visok stepen higijene. Uporeba kapilarnog fitilja koji se proteže između tečnosti i električnog grejnog elementa, omogućava da struktura sistema bude relativno jednostavna. Tečnost ima fizička svojstva, uključujući viskoznost i površinski napon, koja joj omogućavaju da kapilarnom akcijom bude transportovana kroz kapilarni fitilj. Poželjno je da deo za skladištenje tečnosti bude posuda. Deo za skladištenje tečnosti ne može da bude punjiv. Tako, kad se tečnost u delu za čuvanje tečnosti istroši, vrši se zamena sistema za proizvodnju aerosola. Alternativno, deo za čuvanje tečnosti može da bude punjiv. U tom slučaju, sistem za proizvodnju aerosola može da bude zamenjen posle izvesnog broja ponovnih punjenja dela za čuvanje tečnosti. Poželjno je da deo za skladištenje tečnosti bude organizovan da drži tečnost za unapred utvrđen broj dimova.

Kapilarni fitilj može da ima vlaknastu ili sunđerastu strukturu. Kapilarni fitilj poželjno sadrži snop kapilara. Na primer, kapilarni fitilj može da sadrži mnoštvo vlakana ili niti ili drugih cevčica sa finim šupljinama. Vlakna ili niti generalno mogu da budu poravnata u uzdužnom pravcu sistema za proizvodnju aerosola. Alternativno, kapilarni fitilj može da sadrži materijal nalik sunđeru ili peni oblikovan kao štapić. Štapić može da se proteže po uzdužnom pravcu sistema za proizvodnju aerosola. Struktura fitilja formira mnoštvo malih bušotina ili cevi, kroz koje tečnost može kapilarnom akcijom da bude transportovana do električnog grejnog elementa. Kapilarni fitilj može da sadrži bilo koji odgovarajući materijal ili kombinaciju materijala. Primeri odgovarajućih materijala su keramički ili materijali na bazi ugljenika u obliku vlakana ili sinterovanih prahova. Kapilarni fitilj može da ima bilo koju odgovarajuću kapilarnost i poroznost, tako da može da se koristi sa različitim fizičkim svojstvima tečnosti kao što je gustina, viskoznost, površinski napon i pritisak pare. Kapilarna svojstva fitilja, zajedno sa svojstvima tečnosti, osiguravaju da fitilj uvek bude vlažan u oblasti zagrevanja. Kad je fitilj suv, može da nastane pregrevanje, što dovodi do toplotne razgradnje tečnosti.

Supstrat koji daje aerosol može alternativno da bude neka druga vrsta supstrata, na primer gasoviti supstrat, ili bilo koja kombinacija različitih tipova supstrata. Za vreme rada, sav supstrat može da bude unutar električno zagrevanog sistema za proizvodnju aerosola. U tom slučaju korisnik može da povuče dim sa usnika električno zagrevanog sistema za proizvodnju aerosola. Alternativno, za vreme rada, deo supstrata može da bude unutar električno zagrevanog sistema za proizvodnju aerosola. U tom slučaju supstrat može da bude deo posebnog proizvoda i korisnik može da povuče dim direktno iz tog posebnog proizvoda.

Poželjno je da električno zagrevani sistem za proizvodnju aerosola bude električno zagrevani sistem za pušenje.

Sistem za proizvodnju aerosola sa električnim zagrevanjem može da sadrži komoru za dobijanje aerosola u kojoj se aerosol formira iz prezasićene pare, a potom prenosi u korisnikova usta. Otvor za dovod vazduha, otvor za odvod vazduha i komora su poželjno organizovani tako da definišu put protoka vazduha od otvora za dovod vazduha do otvora za odvod vazduha preko komore za dobijanje aerosola, kao i da prenesu aerosol do otvora za odvod vazduha i u korisnikova usta. Kondenzacija može da se formira na zidovima komore za dobijanje aerosola. Količina kondenzacije može da zavisi od profila grejanja, naročito prema završetku povlačenja dima.

Poželjno je da sistem za proizvodnju aerosola sadrži kućište. Poželjno je da kućište bude izduženo. Struktura kućišta, uključujući raspoloživu površinu za formiranje kondenzacije, će uticati na svojstva aerosola i na to da li postoji curenje tečnosti iz sistema. Kućište može da sadrži školjku i usnik. U tom slučaju sve komponente mogu da budu sadržane ili u školjci ili u usniku. Kućište može da se sastoji od bilo kog odgovarajućeg materijala ili kombinacije materijala. Primeri odgovarajućih materijala obuhvataju metale, legure, plastične ili kompozitne materijale koji sadrže jedan ili više tih materijala ili termoplastike pogodne za prehrambenu ili farmaceutsku upotrebu, na primer polipropilen, polietaretarketon (PEEK) i polietilen. Poželjno je da materijal bude lak i da nije krt. Materijal kućišta može da utiče na količinu kondenzacije koja se formira na kućištu što zauzvrat utiče na curenje tečnosti iz sistema

Poželjno je da sistem za proizvodnju aerosola bude prenosiv. Sistem za proizvodnju aerosola može da bude sistem za pušenje i može da ima veličinu uporedivu sa konvencionalnom cigarom ili cigaretom. Sistem za pušenje može da ima ukupnu dužinu između približno 30 mm i približno 150 mm. Sistem za pušenje može da ima spoljni prečnik između približno 5 mm i približno 30 mm.

Karakteristike opisane u vezi sa jednim aspektom pronalaska mogu se takođe primeniti na drugi aspekt pronalaska.

Postupak i sistem za proizvodnju aerosola sa električnim zagrevanjem prema predmetnom pronalasku pružaju brojne prednosti. Profil zagrevanja može biti prilagođen profilu uvlačenja dima, čime se obezbeđuje poboljšano iskustvo za korisnika. Profil zagrevanja može, takođe, proizvesti željena svojstva aerosola, na primer, koncentraciju aerosola ili veličinu čestica aerosola. Profil zagrevanja može, takođe, uticati na formiranje aerosolnog kondenzata koji, sa svoje strane, može uticati na curenje tečnosti iz sistema. Potrošnja energije se može optimizirati, kako bi se osigurao dobar profil zagrevanja, bez nepotrebnog trošenja struje.

Pronalazak će dalje biti opisan samo kroz primere, sa pozivanjem na prateće crteže, u kojima:

Crtež 1 prikazuje jedan primer sistema za proizvodnju aerosola sa električnim zagrevanjem. Crtež 2 prikazuje prvu realizaciju postupka za kontrolu snage zagrevanja grejnog elementa električno zagrevanog sistema za dobijanje aerosola;

Crtež 3 prikazuje drugu realizaciju postupka za kontrolisanje snage zagrevanja grejnog elementa električno zagrevanog sistema za dobijanje aerosola;

Crtež 4 prikazuje treću realizaciju postupka za upravljanje snagom zagrevanja grejnog elementa električno zagrevanog sistema za dobijanje aerosola;

Crtež 5 prikazuje četvrtu realizaciju postupka za kontrolisanje snage zagrevanja grejnog elementa električno zagrevanog sistema za dobijanje aerosola;

Crtež 6 prikazuje petu realizaciju postupka za kontrolisanje snage zagrevanja grejnog elementa električno zagrevanog sistema za dobijanje aerosola; i

Crteži 7 i 8 prikazuju kako se snaga grejnom elementu električno zagrevanog sistema za dobijanje aerosola može kontrolisati putem signala impulsne struje.

Crtež 1 prikazuje jedan primer sistema za proizvodnju aerosola sa električnim zagrevanjem. Sistem na Crtežu 1 je sistem za pušenje koji ima deo za skladištenje tečnosti. Sistem 100 za pušenje na crtežu 1 sadrži kućište 101 čiji prvi kraj je usnika 103 a drugi kraj je kraj tela 105. U krajnjem delu tela obezbeđeno je napajanje električnom energijom u obliku baterije 107 i električno kolo u formi hardvera 109 i sistem 111 za detektovanje povlačenja dima. Na kraju za usnik je obezbeđen deo za skladištenje tečnosti u obliku uloška 113 koji sadrži tečnost 115, kapilarni fitilj 117 i grejač 119 koji sadrži bar jedan grejni element. Treba zapaziti da je grejač samo šematski prikazan na crtežu 1. Jedan kraj kapilarnog fitilja 117 se proteže u uložak 113 i drugi kraj kapilarnog fitilja 117 je okružen grejačem 119. Grejač je povezan sa električnim kolom preko veza 121. Kućište 101 takođe obuhvata ulaz 123 za vazduh, izlaz 125 za vazduh na kraju sa usnikom i komoru 127 za dobijanje aerosola.

Način rada prilikom upotrebe je sledeći. Tečnost 115 kapilarnom akcijom prelazi ili se prenosi iz uloška 113 sa kraja fitilja 117 koji se proteže u uložak na drugi kraj fitilja 117 koji je okružen grejačem 119. Kad korisnik povlači na izlazu 125 za vazduh uređaja, okolni vazduh se uvlači kroz ulaz 123 za vazduh. U rasporedu prikazanom na crtežu 1, sistem 111 za detektovanje povlačenja dima otkriva povlačenje i aktivira grejač 119. Baterija 107 snabdeva energijom grejač 119 da bi zagrevao kraj fitilja 117 okružen grejačem. Tečnost na tom kraju fitilja 117 se pomoću grejača 119 pretvara u paru da bi se dobila prezasićena para. U isto vreme, tečnost pretvorena u paru se zamanjuje drugom tečnošću koja se kapilarnom akcijom kreće duž fitilja 117. (Ovo se ponekad označava kao „pumpanje”.) Dobijena prezasićena para se meša i prenosi u vazdušnom toku sa ulaza 123 za vazduh. U komori 127 za dobijanje aerosola para kondenzuje da bi se dobio aerosol koji može da se udiše i koji se prenosi prema izlazu 125 za vazduh i u korisnikova usta.

Kapilarni fitilj može da bude napravljen od raznovrsnih poroznih ili kapilarnih materijala i poželjno je da ima unapred određenu kapilarnost. Primeri obuhvataju keramičke ili materijale na bazi ugljenika u obliku vlakana ili sinterovanih prahova. Fitilji različitih poroznosti mogu da budu upotrebljeni kako bi se prilagodili različitim fizičkim svojstvima tečnosti kao što je gustina, viskoznost, površinski napon i pritisak pare. Fitilj mora da bude odgovarajući kako bi potrebna količina tečnosti mogla da bude isporučena grejnom elementu. Fitilj i grejni element moraju da budu odgovarajući kako bi potrebna količina aerosola mogla da bude prenesena do korisnika.

U realizaciji prikazanoj na Crtežu 1, hardver 109 i sistem 111 za detektovanje povlačenja dima poželjno mogu da se programiraju. Hardver 109 i sistem 111 za detektovanje povlačenja dima može da bude upotrebljen da upravlja radom uređaja. To pomaže kontrolisanje veličine čestica u aerosolu.

Crtež 1 prikazuje jedan primer sistema za proizvodnju aerosola sa električnim zagrevanjem koji može da bude upotrebljen sa predmetnim pronalaskom. Međutim, mnogi drugi primeri mogu da se koriste sa pronalaskom. Sistem za proizvodnju aerosola sa električnim zagrevanjem samo treba da obuhvata ili primi supstrat koji daje aerosola koji može da bude zagrevan bar jednim grejnim elementom čije je napajanje pod kontrolom električnog kola. Na primer, sistem ne mora da bude sistem za pušenje. Na primer, supstrat za formiranje aerosola može da bude čvrst supstrat, radije nego tečni supstrat. Alternativno, supstrat za formiranje aerosola može da bude drugi oblik supstrata, kao što je gasni supstrat. Grejni element može da bude bilo kog odgovarajućeg oblika. Ukupan oblik i veličina kućišta bi mogli da budu promenjeni i kućište bi moglo da sadrži razdvojivu školjku i usnik. Naravno, moguće su druge varijacije.

Kao što je već pomenuto, poželjno je da električno kolo, koje sadrži hardver 109 i sistem 111 za detekciju povlačenja dima, može da se programira da bi kontrolisalo snabdevanje energijom grejnog elementa. To zauzvrat utiče na profill temperature što će uticati na svojstva aerosola. Izraz „profil temperature” se odnosi na grafički prikaz električne energije dovedene grejnom elementu (ili drugu sličnu meru, na primer, grejnim elementom proizvedena toplota) tokom vremena utrošenog za povlačenje dima. Alternativno, hardver 109 i sistem 111 za detekciju povlačenja dima mogu da budu direktno povezani da bi kontrolisali snabdevanje električnom energijom grejnog elementa. Opet, ovo će uticati na profil zagrevanja koji će uticati na veličinu čestica u aerosolu. Različiti postupci za kontrolu struje koja se dovodi do grejnog elementa prikazani su na crtežima 2 do 7.

Crtež 2 prikazuje prvu realizaciju postupka za kontrolu snage zagrevanja za grejni element električno zagrevanog sistema za dobijanje aerosola u skladu sa pronalaskom.

Crtež 2 je dijagram koji prikazuje brzinu protoka vazduha 201 i snagu zagrevanja 203 na vertikalnoj osi, i vreme 205 na horizontalnoj osi. Brzina protoka vazduha 201 prikazana je punom linijom, a snaga zagrevanja 203 je prikazana tačkastom linijom. Protok vazduha se meri u zapremini po jedinici vremena, obično kubnih centimetara u sekundi. Brzina protoka vazduha se detektuje pomoću sistema za detekciju povlačenja dima, kao što je sistem za detekciju povlačenja dima 111 na crtežu 1. Snaga zagrevanja, merena u vatima, je struja kojom se snabdeva grejni element iz izvora napajanja, pod kontrolom električnih kola kao što je hardver 109 na crtežu 1. Crtež 2 prikazuje pojedinačno povlačenje dima koje je korisnik sproveo na električno zagrevanom sistemu za dobijanje aerosola, kao što je prikazano na Crtežu 1.

Kao što se može videti na Crtežu 2, u ovoj realizaciji, brzina protoka vazduha za povlačenje dima je prikazana tako da ima oblik normalne ili Gausove raspodele. Protok vazduha počinje od nule, postepeno se povećava do maksimalnih 201maks, zatim se smanjuje nazad na nulu. Međutim, brzina protoka vazduha obično neće imati tačnu Gausovu raspodelu. U svim slučajevima, međutim, brzina protoka vazduha tokom povlačenja dimova će se povećati od nule do maksimuma, a smanjenje od maksimuma do nule. Površina ispod krive protoka vazduha je ukupna zapremina vazduha za to povlačenje dima.

Kada sistem detekcije povlačenja dima oseti da je brzina protoka vazduha 201 povećana do praga 201a, za vreme 205a, električna kola kontrolišu struju za uključivanje grejnog elementa i povećavaju snagu zagrevanja 203 direktno od nule do snage 203a Kada sistem za detekciju povlačenja dima detektuje da se brzina protoka vazduha 201 smanjila nazad na prag 201a, za vreme 205b, električna kola kontrolišu struju da isključe grejni element i smanje snagu zagrevanja 203 direktno sa snage 203a na nulu. Između vremena 205a i 205b, dok sistem detekcije povlačenja dima detektuje da brzina protoka vazduha ostaje veća od praga 201a, snaga zagrevanja grejnog elementa se održava na snazi 203a. Dakle, period zagrevanja je vreme 205b - 205a.

U primeru realizacije sa crteža 2, prag protoka vazduha za uključivanje grejnog elementa je isti kao i prag protoka vazduha za isključivanje grejnog elementa. Prednost rasporeda na crtežu 2 je jednostavnost konstrukcije. Međutim, sa ovim uređajem postoji rizik od pregrevanja pred kraj povlačenja dima. To je prikazano na crtežu 2 na zaokruženom području 207.

Crtež 3 prikazuje drugi način realizacije postupka za kontrolisanje snage zagrevanja grejnog elementa električno zagrevanog sistema za dobijanje aerosola u skladu sa pronalaskom. Raspored na crtežu 3 može, u nekim okolnostima, obezbediti poboljšanje u odnosu na raspored prikazan na crtežu 2.

Crtež 3 je dijagram koji prikazuje brzinu protoka vazduha 301 i snagu zagrevanja 303 na vertikalnoj osi, i vreme 305 na horizontalnoj osi. Brzina protoka vazduha 301 prikazana je punom linijom, a snaga zagrevanja 303 je prikazana tačkastom linijom Opet, brzina protoka vazduha se meri u zapremini po jedinici vremena, obično kubnim centimetrima u sekundi. Brzina protoka vazduha se detektuje pomoću sistema za detekciju povlačenja dima, kao što je sistem za detekciju povlačenja dima 111 na Crtežu 1. Snaga zagrevanja, merena u vatima, je struja koja se doprema grejnom elementu iz izvora napajanja, pod kontrolom električnih kola kao što je hardver 109 na Crtežu 1. Crtež 3 prikazuje pojedinačno povlačenje dima koje je korisnik sproveo na sistemu za dobijanje aerosola sa električnim zagrevanjem, kao što je prikazano na Crtežu 1.

Kao što je prikazano na Crtežu 2, brzina protoka vazduha za povlačenje dima je prikazana u obliku Gausove raspodele, iako to ne mora biti slučaj. Zaista, u većini slučajeva, kriva brzine protoka vazduha neće formirati tačnu Gausovu raspodelu. Brzina protoka vazduha počinje od nule, postepeno se povećava do maksimuma 301maks, zatim se smanjuje nazad na nulu. Površina ispod krive protoka vazduha je ukupna zapremina vazduha za to povlačenje dima.

Kada sistem za detekciju povlačenja dima oseti da je brzina protoka vazduha 301 povećana do praga 301a, za vreme 305a, električna kola kontrolišu struju za uključivanje grejnog elementa i povećavaju snagu zagrevanja 303 direktno od nule do snage 303a. Kada sistem za detekciju povlačenja dima detektuje da se brzina protoka vazduha 301 smanjila do praga 301b, za vreme 305b, električna kola kontrolišu snagu da isključe grejni element i smanje snagu zagrevanja 303 direktno sa snage 303a na nulu. Između vremena 305a i vremena 305b, snaga zagrevanja grejnog elementa se održava na snazi 303a. Dakle, period zagrevanja je vreme 305b - 305a.

U realizaciji sa crteža 3, prag 301b protoka vazduha za isključivanje grejnog elementa je veći od praga brzine protoka vazduha 301a za uključivanje grejnog elementa. To znači da je grejni element ranije isključen u toku povlačenja dima nego u rasporedu na crtežu 2. Na taj način se izbegava moguće pregrevanje pred kraj povlačenja dima. Obratite pažnju na smanjenu površinu zaokružene površine 307 na crtežu 3 u poređenju sa zaokruženom površinom 207 na crtežu 2. Isključivanje grejnog elementa ranije u toku povlačenja dima znači da postoji veći protok vazduha dok se grejni element hladi. Ovo može da spreči stvaranje kondenzacije na unutrašnjoj površini kućišta. To može, zauzvrat, smanjiti mogućnost curenja tečnosti.

Crtež 4 prikazuje treću realizaciju postupka za kontrolu snage zagrevanja grejnog elementa električno zagrevanog sistema za dobijanje aerosola, koji je, u skladu sa pronalaskom, sličan realizaciji prikazanoj na crtežu 3. Raspored na crtežu 4, takođe, može, u određenim okolnostima, omogućiti poboljšanje u odnosu na raspored prikazan na crtežu 2.

Crtež 4 je dijagram koji prikazuje brzinu protoka vazduha 401 i snagu zagrevanja 403 na vertikalnoj osi, i vreme 405 na horizontalnoj osi. Brzina protoka vazduha 401 prikazana je punom linijom, a snaga zagrevanja 403 je prikazana tačkastom linijom. Ponovo, brzina protoka vazduha se meri u zapremini po jedinici vremena, obično kubnim centimetrima u sekundi. Brzina protoka vazduha se detektuje pomoću sistema za detekciju povlačenja dima, kao što je sistem za detekciju povlačenja dima 111 na Crtežu 1. Snaga zagrevanja, merena u vatima, je snaga koja se daje grejnom elementu iz izvora napajanja, pod kontrolom električnih kola kao što je hardver 109 na Crtežu 1. Crtež 4 prikazuje jedno povlačenje dima koje je korisnik sproveo na električno zagrevanom sistemu za dobijanje aerosola, kao što je prikazano na Crtežu 1.

Kao što je prikazano na crtežima 2 i 3, brzina strujanja vazduha za povlačenje dima ima oblik Gausove raspodele, iako to ne mora biti slučaj. Protok vazduha počinje od nule, postepeno se povećava do maksimuma 401max, zatim se smanjuje nazad na nulu. Površina ispod krive protoka vazduha je ukupna zapremina vazduha za to povlačenje dima.

Kada sistem detekcije povlačenja dima oseti da se brzina protoka vazduha 401 povećala do praga 401a, za vreme 405a, električna kola kontrolišu struju za uključivanje grejnog elementa i povećavaju snagu zagrevanja 403 direktno od nule do snage 403a . Kada sistem za detekciju povlačenja dima detektuje da se brzina protoka vazduha 401 smanjila na prag 401b, za vreme 405b, električna kola kontrolišu struju da isključe grejni element i smanje snagu zagrevanja 403 direktno sa snage 403a na nulu. Razlika između crteža 3 i 4 je u tome što je na crtežu 4 prag 401b za isključivanje grejnog elementa povezan sa maksimalnom brzinom protoka vazduha 401maks. U ovom slučaju, prag 401b protoka vazduha je 1⁄2 maksimalne brzine protoka vazduha 401maks, mada bi prag protoka vazduha 401b mogao imati bilo koji odgovarajući odnos prema maksimalnoj brzini protoka vazduha 401maks. Odnos može zavisiti od oblika krive brzine protoka vazduha. Između vremena 405a i vremena 405b, snaga zagrevanja za grejni element se održava na snazi 403a. Dakle, period zagrevanja je vreme 405b - 405a.

U realizaciji sa Crteža 4, pošto je prag protoka vazduha za isključivanje grejnog elementa povezan sa maksimalnom brzinom protoka vazduha, prag protoka vazduha za isključivanje grejnog elementa može biti prikladniji profilu povlačenja dima. Postavljanjem odnosa između praga i maksimalne brzine protoka vazduha na odgovarajući način, toplota se može održavati tokom odgovarajućeg perioda zagrevanja, pri čemu se izbegava pregrevanje pri kraju povlačenja dima. Obratite pažnju na smanjenu površinu zaokružene površine 407 na Crtežu 4 u poređenju sa zaokruženom površinom 207 na Crtežu 2, pa čak i zaokruženom površinom 307 na Crtežu 3. Isključivanje grejnog elementa ranije u toku povlačenja dima znači da postoji veći protok vazduha dok se grejni element hladi. Ovo može da spreči stvaranje kondenzacije na unutrašnjoj površini kućišta. To može, zauzvrat, smanjiti mogućnost curenja tečnosti.

Crtež 5 prikazuje četvrtu realizaciju postupka za kontrolu snage zagrevanja grejnog elementa električno zagrevanog sistema za dobijanje aerosola u skladu sa pronalaskom, koji je sličan realizacijama prikazanim na crtežima 3 i 4. Raspored na Crtežu 5, takođe, može, u određenim okolnostima, omogućiti poboljšanje u odnosu na raspored prikazan na Crtežu 2.

Crtež 5 je dijagram koji prikazuje brzinu protoka vazduha 501 i snagu zagrevanja 503 na vertikalnoj osi, i vreme 505 na horizontalnoj osi. Brzina protoka vazduha 501 prikazana je punom linijom, a snaga zagrevanja 503 je prikazana tačkastom linijom. Ponovo, brzina protoka vazduha se meri u zapremini po jedinici vremena, obično kubnim centimetrima u sekundi. Brzina protoka vazduha se detektuje pomoću sistema za detekciju povlačenja dima, kao što je sistem za detekciju povlačenja dima 111 na Crtežu 1. Snaga zagrevanja, merena u vatima, je snaga koja se doprema grejnom elementu iz izvora napajanja, pod kontrolom električnih kola kao što je hardver 109 na Crtežu 1. Slika 5 prikazuje jedno povlačenje dima koje je korisnik sproveo na sistemu za dobijanje aerosola sa električnim zagrevanjem, kao što je prikazano na Crtežu 1.

Kao na slikama 2, 3 i 4, brzina protoka vazduha za povlačenje dima je prikazana da je oblika Gausove ili normalne raspodele. Međutim, to ne mora da bude slučaj. Protok vazduha počinje od nule, postepeno se povećava do maksimuma 501max, zatim se smanjuje nazad na nulu. Površina ispod krive protoka vazduha je ukupna zapremina vazduha za to povlačenje dima.

Kada sistem za detekciju povlačenja dima oseti da se brzina protoka vazduha 501 povećala do praga 501a, za vreme 505a, električna kola kontrolišu struju za uključivanje grejnog elementa i povećavaju snagu zagrevanja 501 direktno od nule do snage 503a . Kada sistem detekcije povlačenja dima oseti da se brzina protoka vazduha 501 smanjila na prag 501b, za vreme 505b, električna kola kontrolišu snagu da počne da se smanjuje od snage 503a. Za razliku od crteža 2, 3 i 4, električna kola postepeno smanjuju snagu zagrevanja grejnog elementa, počevši od vremena 505b, konačno dostižući nultu snagu u vremenu 505c. Prema tome, između vremena 505a i vremena 505b, snaga zagrevanja grejnog elementa se održava na snazi 503a. U vreme 505b, snaga zagrevanja za grejni element se postepeno smanjuje tokom vremena sve dok, u vreme 505c, snaga zagrevanja koja se dovodi do grejnog elementa nije nula. Dakle, ukupni period zagrevanja je vreme 505c - 505a, pri čemu se snaga smanjuje između vremena 505b i 505c. Snaga zagrevanja može se smanjiti konstantnom brzinom, kao što je prikazano pravom linijom na Crtežu 5. Alternativno, snaga zagrevanja se može smanjiti nekonstantnom brzinom. Kao što je već razmotreno, može biti korisno da se grejni element isključi ranije u toku povlačenja dima da se smanji vreme zagrevanja grejnog elementa, ali je protok vazduha smanjen. Prema tome, nagib smanjenja snage grijanja može se prilagoditi kako bi odgovarao nagibu profila protoka vazduha što je moguće bliže, čime se minimizira pregrejavanje. Snaga zagrevanja može se smanjivati konstantnom brzinom, a nagib može biti približen krivi profila strujanja vazduha. Alternativno, snaga zagrevanja se može smanjiti nekonstantnom brzinom i brzina smanjenja može se uskladiti što je moguće više sa krivom profila protoka vazduha. Ovi pristupi mogu smanjiti količinu kondenzacije koja se formira, a to može smanjiti curenje tečnosti.

U realizaciji sa crteža 5, pošto se snaga koja se dovodi do grejnog elementa postepeno smanjuje, a ne odmah na nulu, profil zagrevanje može najviše odgovarati profilu protoka vazduha, dok se istovremeno smanjuje potrošnja energije. Smanjenje snage može se postaviti tako da prati ili da se poklapa sa nagibom profila protoka vazduha dok se on smanjuje, čime se obezbeđuje veoma odgovarajući profil zagrevanja za povlačenje dima.

Crtež 6 prikazuje petu realizaciju postupka za kontrolu snage zagrevanja grejnog elementa električno zagrevanog sistema za proizvodnju aerosola u skladu sa pronalaskom.

Crtež 6 je dijagram koji prikazuje brzinu protoka vazduha 601 i snage zagrevanja 603 na vertikalnoj osi, i vreme 605 na horizontalnoj osi. Brzina protoka vazduha 601 prikazana je punom linijom, a snaga 603 grejanja je prikazana tačkastom linijom. Opet, brzina protoka vazduha se meri u zapremini po jedinici vremena, obično kubnim centimetrima u sekundi. Brzina protoka vazduha se detektuje pomoću sistema za detekciju povlačenja dima, kao što je sistem za detekciju povlačenja dima 111 na Crtežu 1. Snaga zagrevanja, merena u vatima, je struja koja se doprema grejnom elementu iz izvora napajanja, pod kontrolom električnih kola kao što je hardver 109 na Crtežu 1. Crtež 6 prikazuje pojedinačno povlačenje dima koje je korisnik sproveo na električno zagrevanom sistemu za proizvodnju aerosola, kao što je prikazano na Crtežu 1.

Kao na crtežima 2, 3, 4 i 5, brzina protoka vazduha za povlačenje dima je prikazana da ima oblik Gausove ili normalne raspodele. Međutim, to ne mora da bude slučaj. Brzina protoka vazduha počinje od nule, postepeno se povećava do maksimuma 601maks, a zatim se smanjuje nazad na nulu. Površina ispod krive protoka vazduha je ukupna zapremina vazduha za ton povlačenje dima.

Kada sistem detekcije povlačenja dima oseti da je brzina protoka vazduha 601 povećana do praga 601a, za vreme 605a, električna kola kontrolišu struju za uključivanje grejnog elementa i povećavaju snagu zagrevanja 603. U rasporedu sa crteža 6, snaga zagrevanja se povećava na početku povlačenja dima, u vremenu 605a, na snagu 603a. Zatim, u kasnijem vremenu 605b, snaga zagrevanja je smanjena na snagu 603b koja ima nižu vrednost od snage 603a. Period tajmera između vremena 605a i vremena 605b će zavisiti od strukture grejnog elementa i stoga od toga koliko će se grejni element zagrejati kao odgovor na ulaznu snagu. Zatim se snaga zagrevanja održava na nivou snage 603b. Kada sistem za detekciju povlačenja dima detektuje da se brzina protoka vazduha 601 smanjila na prag 601a, tokom vremena 605c, električna kola kontrolišu struju da isključe grejni element i smanje snagu zagrevanja od snage 603b na nulu. Prema tome, period zagrevanja je vreme 605c - 605a, sa početnom snagom između vremena 605a i 605b koja je 603a i naknadnom snagom tokom većine trajanja protoka vazduha, između vremena 605b i vremena 605c koje je 603b, niže od 603a.

Prema tome, u realizaciji sa Crteža 6, dolazi do pregrevanja na početku povlačenja dima. Ovo pokreće stvaranje aerosola ranije, što može dati bolju reaktivnost, to jest, kraće vreme za prvo povlačenje dima, za korisnika. Ovo može, takođe, da izbegne stvaranje veoma velikih čestica aerosola ili veoma visoko koncentrovanog aerosola na početku povlačenja dima.

Razne realizacije su opisane sa pozivanjem na crteže 2 do 6. Stručnjak će podrazumevati, međutim, da se bilo koja od karakteristika ovih realizacija može kombinovati. Na primer, jedan raspored pragova prikazan na Crtežu 2 može da se kombinuje sa postepenim smanjenjem snage prikazanim na Crtežu 5 i, dodatno ili alternativno, pregrejavanjem na početku povlačenja dima prikazanog na Crtežu 6. Slično tome, dva rasporeda pragova bilo na crtežu 3 ili na crtežu 4 mogu se kombinovati sa sporim smanjenjem snage prikazanim na crtežu 5 i, dodatno ili alternativno, pregrejavanjem na početku povlačenja dima prikazanog na crtežu 6.

Određeni profil zagrevanja može da zavisi od profila povlačenja dima za određenog korisnika. Električna kola koja kontrolišu napajanje grejnog elementa mogu se programirati. Električna kola mogu biti programirana od strane korisnika, tako da korisnik može izabrati željeni profil grejanja u zavisnosti od poželjnih aerosolnih karakteristika. Električna kola mogu biti inteligentna i sposobna da automatski prilagode profil zagrevanja određenom profilu protoka vazduha, na primer na bazi povlačenje dima po dima.

Crtež 7 prikazuje kako se snaga zagrevanja za grejni element električno zagrevanog sistema za proizvodnju aerosola koja se može kontrolisati preko signala impulsne struje.

Crtež 7 je dijagram koji prikazuje snagu zagrevanja 703 i intenzitet struje 707 na vertikalnoj osi, i vreme 705 na horizontalnoj osi. Na Crtežu 7, snaga zagrevanja 703 je prikazana tačkastom linijom, a intenzitet struje 707 je prikazan punom linijom. Snaga zagrevanja, merena u vatima, je struja koja se dovodi grejnom elementu iz izvora napajanja, pod kontrolom električnih kola kao što je hardver 109 na slici 1. Intenzitet struje je struja, merena u amperima, koja teče kroz grejni element, pod kontrolom električnih kola kao što je hardver 109 na Crtežu 1. Crtež 7 prikazuje jedno povlačenje dima koje je korisnik napravio na električno zagrevanom sistemu za dobijanje aerosola, kao što je prikazano na Crtežu 1. Obratite pažnju da, na crtežu 7, međutim, brzina protoka vazduha nije prikazana.

Profil zagrevanja prikazan na crtežu 7 uključuje pregrevanje na početku povlačenja dima, kao što je prikazano na crtežu 6. Ovo je između vremena 705a i 705b. Ovo, takođe, uključuje i postepeno smanjivanje snage na kraju povlačenja dima, kao što je prikazano na Crtežu 5. Ovo je između vremena 705c i 705d. Između vremena 705b i 705c, snaga se održava na u osnovi konstantnom nivou. Međutim, kontrola prikazana na crtežu 7 može se koristiti da se obezbedi bilo koji odgovarajući profil zagrevanja.

Na crtežu 7, kada sistem detekcije povlačenja dima oseti da je brzina protoka vazduha (nije prikazana) povećana do prvog praga, za vreme 705a, električna kola kontrolišu struju za uključivanje grejnog elementa i povećavaju snagu zagrevanja 703. Snaga zagrevanja 703 se povećava do snage 703a. Električna kola to postižu tako što obezbeđuju signal impulsne struje kroz grejni element. Na Crtežu 7, svaki impuls ima maksimalnu struju 707a i frekvencija impulsa struje između vremena 705a i 705b je 709a.

U vreme 705b, električna kola kontrolišu snagu da smanji snagu zagrevanja do snage 703b i od tada se snaga zagrevanja održava na snazi 703b. Električna kola to postižu tako što obezbeđuju signal impulsne struje kroz grejni element. Na crtežu 7, svaki impuls ima maksimalnu struju 707a, a frekvencija impulsa struje između vremena 705b i 705c je 709b, niža frekvencija od frekvencije 709a.

Kada sistem detekcije povlačenja dima oseti da je brzina protoka vazduha (nije prikazana) smanjena na drugi prag (koji može biti isti ili veći od prvog praga), za vreme 705b, električna kola kontrolišu struju da postepeno smanjuje snagu zagrevanja 703. Snaga zagrevanja 703 se postepeno smanjuje od snage 703b u vremenu 705c do nule u vremenu 705d. Električna kola to postižu tako što obezbeđuju signal impulsne struje kroz grejni element. Na Crtežu 7, svaki impuls ima maksimalnu struju 707a, a frekvencija impulsa struje između vremena 705c i 705d je 709c, što je manja frekvencija nego i 709a i 709b.

Prema tome, električna kola upravljaju strujom kojom se snabdevan grejni element iz izvora napajanja obezbeđujući signal impulsne struje kroz grejni element. Crtež 8 dalje prikazuje kako se snaga zagrevanja za grejni element može kontrolisati preko signala impulsne struje. Crtež 8 je dijagram koji prikazuje intenzitet struje 707 na vertikalnoj osi, i vreme 705 na horizontalnoj osi. Na Crtežu 8 prikazana su detaljnije dva impulsa struje.

Na Crtežu 8, vreme tokom kojeg je trenutni signal uključen je a. Vreme tokom kojeg je signal struje isključen je b. Period signala impulsne struje je T koji je jednak 1/f, pri čemu je f frekvencija signala impulsne struje. Radni ciklus (u %) signala impulsne struje je jednak a/b x 100.

Snaga koja se obezbeđuje grejnom elementu može se kontrolisati povećanjem ili smanjenjem frekvencije u fiksnom radnom ciklusu. U tom slučaju, odnos a:b ostaje konstantan, ali stvarne vrednosti a i b variraju. Na primer, a i b mogu biti jednake jedna drugoj (radni ciklus = 50%) sa ((a+b), a time i frekvencija, varira.

Alternativno, snaga koja se obezbeđuje grejnom elementu može se kontrolisati promenom radnog ciklusa na fiksnoj frekvenciji. U tom slučaju, odnos a:b se menja, sa (a+b), a time i frekvencijom, koja ostaje fiksna.

Alternativno, i radni ciklus i frekvencija mogu varirati, mada bi to moglo biti komplikovanije za implementaciju. Crtež 7, iako po prirodi prilično shematski, pokazuje i radni ciklus i variranje frekvencije. Što se tiče Crteža 7, između vremena 705a i vremena 705b, frekvencija je 709a. Može se videti da je radni ciklus reda veličine 95%. Između vremena 705b i vremena 705c, frekvencija je 709b, koja je niža od frekvencije 709a. Pored toga, može se videti da je radni ciklus reda veličine 50%. Između vremena 705c i 705d, frekvencija je 709c, niža od frekvencija 709a i 709b. Takođe se može videti da je radni ciklus reda veličine 33%.

Prema tome, crteži 7 i 8 pokazuju da se određeni profil zagrevanja može uspostaviti pomoću električnih kola, obezbeđivanjem signala impulsne struje kroz grejni element. Frekvencija ili radni ciklus ili i frekvencija i radni ciklus impulsa će biti odgovarajući za snagu zagrevanja koja je potrebna tokom određenog vremenskog perioda i da li je potrebna snaga zagrevanja da ostane konstantna, da se poveća ili smanji.

Postupak i sistem za proizvodnju aerosola sa električnim zagrevanjem prema predmetnom pronalasku pružaju brojne pogodnosti. Profil zagrevanja može biti prilagođen profilu povlačenja dima, čime se obezbeđuje poboljšano iskustvo za korisnika. Profil zagrevanja može, takođe, proizvesti željena svojstva aerosola. Profil zagrevanja može, takođe, da utiče na formiranje kondenzovanog aerosola, što može uticati na curenje tečnosti. Potrošnja energije se može optimizirati, kako bi se osigurao dobar profil zagrevanja, bez nepotrebnog trošenja energije.

1]

Claims (13)

PATENTNI ZAHTEVI

1. Postupak za kontrolu najmanje jednog električnog grejnog elementa (119) električno zagrevanog sistema (100) za proizvodnju aerosola za zagrevanje supstrata (115) koji daje aerosol, sistem ima senzor (111) za detekciju protoka vazduha koji ukazuje na korisnika koji povlači dim koji ima trajanje protoka vazduha, postupak obuhvata korake:

povećanje snage zagrevanja za najmanje jedan grejni element (119) od nule do snage p1 kada senzor detektuje da je brzina protoka vazduha povećana do prvog praga;

održavanje snage zagrevanje na snazi p1 za barem deo trajanja protoka vazduha; i smanjenje snage zagrevanja za najmanje jedan grejni element (119) od snage p1 do nule kada senzor detektuje da je brzina protoka vazduha smanjena do drugog praga, naznačeno time što je prvi prag protoka vazduha manji od drugog praga protoka vazduha .

2. Postupak prema zahtevu 1, naznačen time što korak povećanja snage zagrevanja za najmanje jedan grejni element (119) od nule do snage p1 obuhvata povećanje snage zagrevanja od nule do snage p1 u suštini trenutno.

3. Postupak prema zahtevima 1 ili 2, naznačen time što korak smanjenja snage zagrevanja za najmanje jedan grejni element (119) od snage p1 do nule obuhvata smanjenje snage zagrevanja od snage p1 do nule u suštini trenutno.

4. Postupak prema bilo kom od zahteva 1 ili 2, naznačen time što korak smanjenja snage zagrevanja za najmanje jedan grejni element (119) od snage p1 do nule obuhvata postepeno smanjenje snage zagrevanja od snage p1 do nule.

5. Postupak prema bilo kom od prethodnih zahteva, koji dalje sadrži, posle koraka povećanja snage zagrevanja za najmanje jedan grejni element (119) od nule do snage p1, korak:

povećanja snage zagrevanja za najmanje jedan grejni element od snage p1 do snage p2, veće od snage p1, i vraćanje snage zagrevanja na snagu p1 pre koraka održavanja snage zagrevanja na snazi p1 za barem deo vremena trajanja protoka vazduha.

6. Postupak prema bilo kom od prethodnih patentnih zahteva, naznačen time što korak održavanja snage zagrevanja na snazi p1 za barem deo trajanja protoka vazduha obuhvata dovod impulsa električne struje najmanje jednom grejnom elementu na prvoj frekvenciji f1 i pri prvom radnom ciklusu.

7. Postupak prema patentnom zahtevu 4, naznačen time što korak smanjenja snage zagrevanja od snage p1 do nule postepeno obuhvata snabdevanje impulsima električne struje najmanje jednog grejnog elementa na drugoj frekvenciji f2 i u drugom radnom ciklusu.

8. Postupak prema patentnom zahtevu 5, naznačen time što korak povećanja snage zagrevanja za najmanje jedan grejni element od snage p1 do snage p2, veće od snage p1, obuhvata snabdevanje impulsima električne struje najmanje jednog grejnog elementa na trećoj frekvenciji f3 i trećem radnom ciklusu.

9. Sistem (100) za proizvodnju aerosola sa električnim zagrevanjem za zagrevanje supstrata (115) koji daje aerosol, sistem koji sadrži:

najmanje jedan električni grejni element (119) za zagrevanje supstrata koji daje aerosol da stvori aerosol;

Izvor napajanja (107) za snabdevanje električnom energijom bar jednog električnog grejnog elementa (119); i

električno kolo (109) za kontrolisanje snabdevanja električnom energijom od napajanja do najmanje jednog električnog grejnog elementa, električno kolo koje uključuje senzor (111) za detektovanje protoka vazduha koji ukazuje na to da korisnik povlači dim koji ima trajanje protoka vazduha;

pri čemu je električno kolo (109) postavljeno tako da poveća snagu zagrevanja za najmanje jedan grejni element od nule do snage p1 kada senzor detektuje da je brzina protoka vazduha povećana do prvog praga; da održava snagu zagrevanja na snazi p1 za barem deo trajanja protoka vazduha; i da se smanji snaga zagrevanja za najmanje jedan grejni element od snage p1 do nule kada senzor detektuje da je brzina protoka vazduha smanjena do drugog praga, naznačeno time što je prvi prag manji od drugog praga.

10. Sistem za proizvodnju aerosola sa električnim zagrevanjem prema zahtevu 9, naznačen time što supstrat (115) koji daje aerosol je tečni supstrat i dalje obuhvata kapilarni fitilj (117) za prenošenje tečnog supstrata do bar jednog električnog grejnog elementa (119).

11. Električno kolo (109) za električno zagrevani sistem za proizvodnju aerosola koji sadrži najmanje jedan električni grejni element i senzor za detekciju protoka vazduha koji ukazuje na to da korisnik povlači dim koji ima trajanje protoka vazduha, a električna kola su podešena da sprovedu postupak prema bilo kom od zahteva 1 do 8.

12. Kompjuterski program koji, kada se koristi na programabilnim električnim kolima u električno zagrevanom sistemu za proizvodnju aerosola, koji sadrži najmanje jedan električni grejni element i senzor za detektovanje protoka vazduha koji ukazuje da korisnik povlači dim koji ima trajanje protoka vazduha, uzrokuje da se programabilna električna kola da sprovode postupak prema bilo kom od zahteva 1 do 8.

13. Kompjuterski čitljivi medij za skladištenje za rad na programabilnim električnim kolima u električno zagrevanom sistemu za proizvodnju aerosola, sistem za proizvodnju aerosola koji sadrži najmanje jedan električni grejni element i senzor za detektovanje protoka vazduha koji ukazuje da korisnik povlači dim koji ima trajanje protoka vazduha, kompjuterski čitljiv medijum za skladištenje koji ima uskladišten na sebi kompjuterski program prema zahtevu 12.