特許 7650246 電子タバコのための質量流量計

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-03-13

(45)【発行日】2025-03-24

(54)【発明の名称】電子タバコのための質量流量計

(51)【国際特許分類】

   A24F 40/51 20200101AFI20250314BHJP

   A24F 40/44 20200101ALI20250314BHJP

   A24F 40/46 20200101ALI20250314BHJP

【ＦＩ】

A24F40/51

A24F40/44

A24F40/46

【請求項の数】 11

(21)【出願番号】P 2021576008

(86)(22)【出願日】2020-06-15

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2022-08-29

(86)【国際出願番号】 EP2020066500

(87)【国際公開番号】W WO2020254252

(87)【国際公開日】2020-12-24

【審査請求日】2023-06-09

(31)【優先権主張番号】19181843.4

(32)【優先日】2019-06-21

(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP

(73)【特許権者】

【識別番号】516004949

【氏名又は名称】ジェイティー インターナショナル エスエイ

【住所又は居所原語表記】８，ｒｕｅ Ｋａｚｅｍ Ｒａｄｊａｖｉ，１２０２ Ｇｅｎｅｖａ，ＳＷＩＴＺＥＲＬＡＮＤ

(74)【代理人】

【識別番号】100118902

【弁理士】

【氏名又は名称】山本 修

(74)【代理人】

【識別番号】100106208

【弁理士】

【氏名又は名称】宮前 徹

(74)【代理人】

【識別番号】100196508

【弁理士】

【氏名又は名称】松尾 淳一

(74)【代理人】

【氏名又は名称】鳥居 健一

(72)【発明者】

【氏名】ゾミニー，クロード

(72)【発明者】

【氏名】ウットケ，ローラン

【審査官】根本 徳子

(56)【参考文献】

【文献】特表２０１５－５１１１２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１９／０７２９７１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１８／０４７０９２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特表２０１６－５２５３４５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ２４Ｆ ４０／００－４７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電子タバコであって、
液体貯蔵部と、
気化器と、
液体を前記液体貯蔵部から前記気化器に案内するように構成される流体移送要素と、
前記流体移送要素内の液体の流れを測定するように構成される検知ユニットと、
測定された流量に基づいて前記電子タバコの少なくとも１つの態様を制御するように構成される制御回路と、
を含み、前記検知ユニットが、前記気化器と前記液体貯蔵部との間で前記流体移送要素において互いに分離される第２のヒータ及び温度センサを含む、電子タバコ。

【請求項2】

前記気化器が第１のヒータを含む、請求項１に記載の電子タバコ。

【請求項3】

前記第２のヒータが前記流体移送要素の周囲に巻回される、請求項１または２に記載の電子タバコ。

【請求項4】

前記第２のヒータが前記流体移送要素の内部に設けられる、請求項１または２に記載の電子タバコ。

【請求項5】

前記検知ユニットが、前記第２のヒータ内のヒータ要素の抵抗を測定して、前記ヒータ要素の温度を測定するように構成される抵抗センサを含む、請求項１～４のいずれか一項に記載の電子タバコ。

【請求項6】

前記検知ユニットが、前記第２のヒータ内のヒータ要素の温度を測定するように構成される熱電対を含む、請求項１～４のいずれか一項に記載の電子タバコ。

【請求項7】

前記検知ユニットが、前記第２のヒータによって温度の変化が適用される時間と、前記温度センサによって温度測定が行われる時間とを監視するためのタイマを更に含む、請求項１～５のいずれか一項に記載の電子タバコ。

【請求項8】

前記制御回路が、前記検知ユニットによって測定される前記流量が所定の閾値を下回る場合、前記気化器の動作を低減するか又は一時停止するように構成される、請求項１～７のいずれか一項に記載の電子タバコ。

【請求項9】

前記制御回路が、前記検知ユニットによって測定される前記流量に応じて前記気化器の前記動作を修正するように構成される、請求項８に記載の電子タバコ。

【請求項10】

前記流体移送要素が多孔質材料を含む、請求項１～９のいずれか一項に記載の電子タバコ。

【請求項11】

請求項１～１０のいずれか一項に記載の電子タバコを動作させる方法であって、
前記流体移送要素を使用して、液体を前記液体貯蔵部から前記気化器に案内するステップと、
前記検知ユニットにより、前記流体移送要素内の液体の流れを測定するステップと、
測定された流量に基づいて前記電子タバコの少なくとも１つの態様を制御するステップと、
を含む、方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、流体輸送要素が液体貯蔵部から気化器に液体を輸送することができる電子タバコに関する。

【背景技術】

【0002】

気化性液体を気化させる電子タバコは、消費者向け装置として普及しつつある。これらの装置では、ユーザが吸入するための予測可能且つ繰り返し可能な蒸気が生成されるように気化器を慎重に制御することが重要である。あらゆる状況において、特に液体貯蔵部が空に近い場合、この種の繰り返し可能性及び予測可能性を提供することは、困難であり得ることがわかっている。

【0003】

電子タバコユーザの間で知られている現象は、「ドライパフ」として知られる事象である。「ドライパフ」状態では、印加された電力に対して気化器への液体輸送が不十分であり、生成された蒸気の吸入は、ユーザが気付く不快な味につながり得る。従って、「ドライパフ」状態の可能性を低減させる機能は、電子タバコのユーザにとって有益である。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明の目的は、これらの問題の幾つかに対処することである。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明の一態様によれば、電子タバコであって、液体貯蔵部と、気化器と、液体を液体貯蔵部から気化器に案内するように構成される流体移送要素と、流体移送要素内の液体の流れを測定するように構成される検知ユニットと、測定された流量に基づいて電子タバコの少なくとも１つの側面を制御するように構成される制御回路とを含む電子タバコが提供される。

【0006】

このようにして、流量が変化しても電子タバコを有効に使用し続けることができるように、測定された流量に基づいて電子タバコを制御することが可能である。１つの例において、低流量は、液体貯蔵部が枯渇していることを示し得、電子タバコは、気化器への不注意による損傷を防止し、且つ／又はユーザが「ドライパフ」現象を経験することを防止するために使用不能にされ得る。別の例において、気化器への電力供給は、気化が繰り返し可能であり、予測可能であり、且つ流体移送要素内の流量とは無関係であるように流量に応じて調整され得る。

【0007】

気化器は、第１のヒータを含み得る。このようにして、液体温度がその気化点まで上昇し、蒸気が生成されるように、熱を流体移送要素内の液体に伝達することができる。蒸気は、ユーザによって直接収集、抽出又は吸入され得る。代替の構成において、気化器は、アトマイザを含み得る。ヒータは、流体移送要素の周囲に巻回され得る加熱要素であることが好ましい。代替の構成において、ヒータは、レーザ又は他の光学加熱源を含み得る。

【0008】

検知ユニットは、気化器と液体貯蔵部との間で流体移送要素において互いに分離される第２のヒータ及び温度センサを含むことが好ましい。このようにして、検知ユニットは、第２のヒータを使用して流体移送要素内の液体を加熱し、この加熱動作の影響を温度センサにおいて測定することにより、流体移送要素内の質量流量を測定することができる。従って、流量が低い場合、第２のヒータにおける温度の変化が温度センサにおいて検出されるのにかかる時間は、（高い流量と比較して）比較的長くなり得る。更に、加熱動作の効果は、経時的に連続して測定することもできる。これは、流体移送要素内の液体流量の変化の表示を提供し、必要に応じて制御回路が補正動作を実行することを可能にすることができる。

【0009】

１つの構成において、第２のヒータは、流体移送要素の周囲に巻回され得る。別の構成において、第２のヒータは、流体移送要素の内部に提供され得る。

【0010】

検知ユニットは、第２のヒータ内のヒータ要素の抵抗を、ヒータ要素の温度を測定するために測定するように構成される抵抗センサを含むことが好ましい。電気抵抗を測定することは、温度を特定する有効な方法であり得ることがわかっている。これにより、第２のヒータの温度が厳密に制御され得ることが保証され、これは、検知ユニットの精度を保証するために重要である。別の例において、第２のヒータ内のヒータ要素の温度は、熱電対又は他の温度センサを使用して特定され得る。

【0011】

検知ユニットは、第２のヒータによって温度の変化が適用される時間及び温度センサによって温度測定が行われる時間を監視するためのタイマを含むことが好ましい。このようにして、温度の変化が第２のヒータから温度センサに伝播するのにかかる時間を測定することができる。変化が測定されるのにかかる時間は、第２のヒータと温度センサとの間の距離、液体の熱伝導率及び拡散率並びに平均流量に依存すると考えられる。従って、適切なルックアップテーブル（例えば、液体の輸送時間及び温度プロファイルに関するデータを含む）を使用することにより、流体移送要素内の液体の質量流量を計算することができる。

【0012】

制御回路は、センサによって測定される流量が所定の閾値を下回る場合、気化器の動作を低減するか又は一時停止するように構成され得る。「ドライパフ」状態又は液体枯渇は、低い質量流量に対応することが知られている。従って、質量流量が低い場合に気化器の動作を低減するか又は一時停止することは、これらの状態中の気化を回避し、改善されたユーザ体験を提供し、気化器への損傷を防止する。加えて、望ましくない揮発性化合物の生成が抑制され、液体貯蔵部が空であるか又は空に近いことの表示がユーザに提供される。

【0013】

制御回路は、検知ユニットによって測定される流量に応じて、気化器に供給される電力を修正するように構成されることが好ましい。このようにして、蒸気放出の強化された制御が提供される。気化器に供給することができる最大電力と、気化器の温度と、気化される液体の質量との間に関係があると考えられる。気化した液体の量は、流体移送要素がその毛管限界に達することに起因して、気化した液体の量が電力とは無関係になる上限に達するまで、気化器に提供される電気エネルギーに比例する。気化器に流れる流体移送要素内の液体の量を監視することにより、電力をそれに応じて調整して、動作条件に対して最適な電力を提供し、ユーザが吸入するための予測可能且つ繰り返し可能な蒸気が生成されることを確実にすることができる。別の例として、低質量流量状態中の電力の低減は、カルボニル等の望ましくない化合物の形成を防止し得る。これは、気化器の温度が液体成分の分解温度を超えないようにすることによって達成され得る。別の例として、気化器に供給される電力を調整することは、電気効率を改善し得る。１つの例において、ルックアップテーブルを使用して、質量流量計算に基づいて第１のヒータに供給される電力を調整し得る。

【0014】

流体移送要素は、多孔質材料を含み得る。このようにして、ウィッキングは、多孔質媒体内の毛管吸引の結果として流体移送要素に沿って促進される。従って、液体の流れは、重力のような外力を用いることなく又は更にそれに逆らうことなく生じ得る。流体移送要素は、材料の種類（例えば、ガラス繊維、綿、セラミック等）及び物理的寸法（例えば、直径、ロープ数、材料密度等）のような要因に基づくその毛管特性によって特徴付けることができる。

【0015】

本発明の別の態様によれば、電子タバコを動作させる方法であって、流体移送要素を使用して、液体を液体貯蔵部から気化器に案内するステップと、検知ユニットにより、流体移送要素内の液体の流れを測定するステップと、測定された流量に基づいて電子タバコの少なくとも１つの側面を制御するステップとを含む方法が提供される。

【0016】

ここで、図面を参照して本発明の実施形態を例として説明する。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明の一実施形態における電子タバコの概略図である。

【図2】本発明の実施形態における電子タバコの内部コンポーネントの概略図である。

【図3】本発明の実施形態における電子タバコの内部コンポーネントの概略断面図である。

【図4】本発明の実施形態における電子タバコのシステムコンポーネントのブロック図である。

【図5】本発明の実施形態による電子タバコの動作のための方法ステップを示すフローチャートである。

【図6】質量流量測定センサにおける温度対時間を示す２つの概要のグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0018】

図１は、本発明の一実施形態における電子タバコ１０の概略図である。電子タバコ１０は、刻み煙草を含む従来のタバコの代替品として使用することができる。電子タバコ１０は、カプセル１１と細長い本体１３とを含む。カプセル１１は、取り外し可能であるか又は恒久的に固定されるかのいずれかであり得る。

【0019】

図２は、カプセル／カートリッジ内に収容され得る電子タバコ１０の内部コンポーネントの概略図である。電子タバコ１０は、第１の加熱要素１２と、ウィック１４と、気化性液体１８を収容する液体リザーバ１６とを含む。ウィック１４は、液体リザーバ１６から第１の加熱要素１２まで延在する流体輸送要素であり、気化のために、第１の加熱要素１２への毛管現象による液体１８の輸送を容易にする。液体リザーバ１６は、詰替可能な「オープンタンク」リザーバ又は取り外し可能なカートリッジ若しくは消耗品として構成することができる。気化性液体１８は、目に見える蒸気を生成することができるプロピレングリコール又はグリセリンであり得る。気化性液体１８は、ニコチン及び香料等の他の物質を更に含み得る。

【0020】

流量センサ２０は、液体リザーバ１６と第１の加熱要素１２との間のウィック１４に沿った位置に配置される。流量センサ２０は、ウィック１４内に位置する第２の加熱要素２０２及び温度センサ２０４を含む。代替の実施形態において、第２の加熱要素２０２及び温度センサ２０４は、ウィック１４の周囲又はウィック１４内及びその周囲の両方の組み合わせで位置決めされ得る。空気流路２２は、電子タバコ１０内に位置する。

【0021】

代わりに、複数の質量流量センサを使用することができる。例えば、第１及び第２の質量流量センサは、細長いウィック１４の各端部に配置することができる。複数又は少なくとも２つの質量流量センサは、それらから平均質量流量を計算することができるように追加データを提供することができる。

【0022】

図３は、本発明の実施形態における電子タバコの内部コンポーネントの概略断面図を示す。電子タバコは、第１の加熱要素１２と、ウィック１４と、第２の加熱要素２０２と、温度センサ２０４とを含む。

【0023】

第１の加熱要素１２は、チタン、ニッケル又はニクロム等の材料からできた金属コイルであり得る。コイルの典型的な電気抵抗値は、約１．５～２．０Ωの範囲であるが、より低いことができる（チタンの場合等）。当業者に理解されるように、幾つかの他の熱伝導性材料が第１の加熱要素１２に使用され得る。代替の実施形態において、第１の加熱要素１２は、レーザ又は他の光学加熱源等、ウィック１４に沿って輸送される液体を気化させることができる任意の他のシステムであり得る。

【0024】

ウィック１４は、液体リザーバ１６から第１の加熱要素１２に液体１８を案内するように動作可能である。通常、液体１８の移動は、毛管現象によって達成される。ウィック１４の毛管特性は、ウィック１４の材料（例えば、ガラス繊維、綿、セラミック等）及び物理的寸法（例えば、直径、ロープ数、材料密度等）のような様々な要因に依存する。典型的なウィックの直径は、約３ｍｍであり得る。これらの要因は、ウィック１４の毛管限界、即ちウィックが最大液体質量流量に達する場所を特定する役割も果たし、それにより最大液体気化速度にも影響を及ぼす。加えて、ウィック１４に沿った質量輸送は、液体特性（例えば、粘度）及び動作条件（例えば、温度）に依存する。

【0025】

１つの例において、ウィック１４は、接続部分１４２によって一端において接続される、少なくとも２つの空間的に分離された平行な長さのウィッキング材料１４１及び１４３を含む。第１の加熱要素１２は、ウィック１４の各平行セクションに沿って移動する液体１８が収束し、第１の加熱要素１２において気化されるように、接続部分１４２に位置する。通常、接続部分１４２は、約５ｍｍの長さであり得る。代替の例において、ウィック１４は、１つの長さのウィッキング材料からなり得るか、又は液体の流れを、空気若しくは蒸気の通過のための十分な空間を維持しながら、円筒軸に平行に最大化することができるように中空円筒を含み得る。

【0026】

第２の加熱要素２０２は、ウィック１４の周囲（加熱コイル又は加熱リング等）、ウィック１４の内部又はこれらの組み合わせに提供され得る。第２の加熱要素２０２は、ウィック１４に沿って流れる液体１８が、第１の加熱要素１２に到達する前に、第２の加熱要素２０２、次いで温度センサ２０４を通過するように位置する。第２の加熱要素２０２は、ウィックに沿って輸送される液体の温度を液体１８の気化点より低い温度まで上昇させるように動作可能である。典型的な気化温度は、約２００～２９０℃であり得る一方、第２の加熱要素２０２の位置における温度は、より低い。１つの例において、第２の加熱要素２０２における温度は、例えば、８０℃前後であり得る。第２の加熱要素２０２の温度は、第２の加熱要素２０２の抵抗を測定することによって正確に検出し、制御することができる。代替の例において、第２の加熱要素２０２の温度は、熱電対又は他の温度センサを使用して監視され得る。

【0027】

温度センサ２０４は、ウィック１４内の気化性液体１８の温度を測定するために使用される。液体温度は、温度センサ２０４に流れる前に第２の加熱要素２０２によって上昇され、次いで第１の加熱要素１２に流れて気化される。第２の加熱要素２０２と温度センサ２０４との間の距離（ｄ１）は、システムの質量流量伝達能力に応じて設計によって調整される。温度センサ２０４は、通常、チタン等の材料でできたコイルを含み、それは、ウィック１４の周囲に巻回されるか若しくは内部に位置するか又はこれらの組み合わせであり得る。コイルの抵抗を測定することにより、温度を特定することができる。他の例において、温度センサ２０４は、温度を測定することができる熱電対又は他のシステムを含み得る。

【0028】

図４は、本発明の実施形態における電子タバコのシステムコンポーネントのブロック図である。制御回路４２は、第１のヒータ１２、流量センサ２０及びデータストレージユニット４４と電子通信（例えば、有線又は無線）して提供される。制御回路４２は、少なくとも１つのプロセッサ及びメモリ（図示せず）を含み得る。メモリは、制御回路４２の様々な機能を実行するためのコンピュータ実行可能命令を有する非一時的コンピュータ読取可能ストレージ媒体において具現化されるコンピュータプログラムを格納し得る。当業者によって正しく認識されるように、データストレージユニット４４は、電子タバコ１０内に位置し得るか、又は遠隔サーバの場合等、遠隔に位置し得る。

【0029】

制御回路４２は、システムの温度発展を監視すること、データストレージ４４にデータを記録又は検索すること並びに第１のヒータ１２及び流量センサ２０に供給される電力を制御すること等、電子タバコ１０の動作を制御する役割を担い得る。データストレージユニット４４は、ルックアップテーブル、履歴質量流量データ及び較正データ等のデータを含み得る。

【0030】

図５は、本発明の実施形態による電子タバコのための動作方法を示す。

【0031】

質量流量測定は、気化プロセス中に開始される。このため、動作は、第１の加熱要素１２のスイッチオンによりステップ３０２において開始する。ステップ３０２において、液体１８は、液体リザーバ１６から第１の加熱要素１２に流れ、気化される。タイマは、第２の加熱要素２０２から温度センサ２０４に流れる液体の輸送時間（Ｔｔｉｍｅ）を記録するように動作可能である。これにより、時間に対する温度発展の監視が可能である。ステップ３０４において、タイマがリセットされる（Ｔｔｉｍｅ＝０）。

【0032】

第２の加熱要素２０２がステップ３０６において起動される。第２の加熱要素２０２に供給される電力は、システム要件に従って構成可能である所望の温度設定点に依存する。温度設定点は、液体１８の温度が、液体１８の気化温度よりも低い温度まで上昇するように選択される。有利には、第２の加熱要素２０２の抵抗を監視して、第２の加熱要素２０２の温度の正確な測定値を提供し得る。

【0033】

一実施形態において、熱パルスが液体１８内をウィック１４に沿って伝達されるように、第２の加熱要素２０２を迅速にオン及びオフに切り替え得る。別の実施形態において、第２の加熱要素２０２は、特定の時間又は温度閾値に達するまでオンに切り替えられたままであり得る。

【0034】

ステップ３０８において、ウィック１４及びウィック１４内の液体１８の温度発展が温度センサ２０４によって記録される。このようにして、液体１８が第２の加熱要素２０２から温度センサ２０４まで移動するのにかかる時間中、温度発展が監視される。ステップ３１０において、温度発展の記録を停止する。これは、最大温度閾値に達したことによるか又は最大時間が経過したこと（時間＝ＭａｘＤｔｉｍｅ）によるかのいずれかによって生じる。最大温度閾値は、液体１８の気化温度直下の温度に対応し得る。いずれの条件にも達していない場合、加熱及び監視プロセスは、ステップ３０８にループバックすることによって継続される。

【0035】

以前の質量流量測定からの履歴データは、ステップ３１２において、データストレージ４４から検索される。これらのデータは、履歴データを測定データと比較することにより、システムの液体枯渇及び劣化の評価を可能にする。ウィックの汚染は、異物若しくは無関係な物質の混入又はウィックへの液体残留物の付着によって生じる毛細管の劣化をもたらし得る。代わりに、劣化は、液体枯渇により生じ得る。

【0036】

ステップ３１４において、質量流量は、被加熱液体が第２の加熱要素２０２から温度センサ２０４に流れる間に記録された時間（Ｔｔｉｍｅ）と、経過時間中に記録された温度プロファイルとを使用して、これらのデータを較正データ及び／又はルックアップテーブル（ＬＴ１）と比較することによって計算される。ルックアップテーブル（ＬＴ１）は、質量流量を、測定された輸送時間（Ｔｔｉｍｅ）及び温度センサ２０４の温度プロファイルに関連付けるデータを含む。

【0037】

ステップ３１６において、「ドライパフ」状態が評価される。制御回路４２は、計算された質量流量を使用して、「ドライパフ」状態に適合しそうであるか又は既に適合しているかどうかを推定する。「ドライパフ」状態又は液体リザーバ１６内の液体枯渇は、低い質量流量に対応し、従って記録された輸送時間（Ｔｔｉｍｅ）、記録された温度プロファイル及び計算された質量流量に影響を及ぼす。「ドライパフ」状態に適合しているか若しくは適合しそうであると推定された場合又は液体枯渇が検出された場合、第１の加熱要素１２は、オフに切り替えられる。１つの例において、アラームを作動させるか、又はユーザが適切な方法で通知され得る。このようにして、ユーザが「ドライパフ」現象を経験することを防止し、通知アラート又は通信は、電子タバコ１０がもはや動作していないことをユーザが理解することを確実にする。更に、それは、液体リザーバ１６が補充又は交換を必要とすることの表示を提供し得る。

【0038】

「ドライパフ」状態又は液体枯渇が検出されない場合、第１の加熱要素１２に供給される電力は、質量流量データに従って調整され得る。特定のウィック特性（例えば、毛管現象特性、寸法等）に対する質量流量と、第１の加熱要素１２に供給される電力との間の関係を定義する履歴質量流量データ及び第２のルックアップテーブル（ＬＴ２）を使用して、所望の質量流量及び液体気化レベルを達成するように供給電力の適切な調整を特定することができる。このようにして、液体１８の劣化を気化プロセス中に回避することができ、ユーザが吸入するための予測可能且つ繰り返し可能な蒸気が生成されるように、最適な量の電力を動作条件に対して供給することができる。別の例として、低質量流量状態中の電力の低減は、液体成分の分解温度の超過を回避することにより、カルボニル等の望ましくない化合物の形成を防止し得る。別の例として、質量流量に従って気化器に供給される電力を調整することは、電気効率を改善し得る。

【0039】

補正係数を、システム内のウィック劣化又は液体枯渇の主な原因となる計算された電力出力に適用し得る。これは、測定された質量流量データを履歴質量流量データと比較することによって計算することができる。加えて、履歴データは、平均質量流量を計算することによってシステム内の変動を説明するために使用され得、それにより電力調整の精度を向上させ得る。

【0040】

ステップ３２２において、質量流量測定データ及び調整された設定は、次の測定段階のためにデータストレージ４４に記録される。

【0041】

ステップ３２４において、温度センサ２０４は、定常状態温度が検出されるまでウィック１４の温度を監視し続ける。定常状態温度が生じると、質量流量測定をステップ３０４において再開することができる。

【0042】

上で説明した質量流量測定が以下の２段階プロセスであることが当業者によって理解されるであろう：気化性液体１８を加熱する第１の段階及び気化性液体１８を冷却させることを可能にする第２の段階。第１の段階において、気化性液体１８は、十分に加熱されて、容易且つ迅速な温度検出を可能にし、被加熱液体が温度センサ２０４に到達するのにかかる時間に基づいて実行される質量流量計算のための十分な温度発展データを提供する。第２の／クールダウン段階において、第２の加熱要素２０２は、少なくとも温度センサ２０４が定常状態温度を検出するのにかかる時間にわたり、オフに切り替えられる。

【0043】

１つの例において、クールダウン段階は、ステップ３０８において、第２の加熱要素２０２がパルスオン及びオフされる場合に対応して開始され得る。別の例において、クールダウン段階は、ステップ３１０において、第２の加熱要素が時間又は温度閾値に達したためにオフに切り替えられた場合に開始され得る。更なる例において、クールダウン段階は、ステップ３２４において、第２の加熱要素２０２がこの時点まで作動されたままである場合に開始され得る。

【0044】

質量流量測定は、定常温度が温度センサ２０４によって検出されると直ちに、第１の段階が再び開始するように気化プロセス中に連続的に実行され得る。１つの例において、ステップ３０２～３２４は、３０～６０秒間に３～５回等、連続して数回繰り返され得る。このようにして、平均質量流量測定を計算することができ、より高い精度を提供することができる。

【0045】

代わりに、質量流量測定は、定常温度の検出直後に第１の段階が再開されないように気化プロセス中の任意の時点で実行され得る。１つの例において、ステップ３０２～３２４は、６０秒毎又は５パフ毎等の規則的な間隔で繰り返され得る。

【0046】

図６は、質量流量測定において収集された事象及びデータの典型的なシーケンスを示す２つの概要のグラフを示す。グラフ５０は、制御回路４２によってデータストレージ４４に記録された時間に対する第２の加熱要素２０２における温度のプロットである。グラフ６０は、制御回路によってデータストレージ４４に記録された時間に対する温度センサ２０４における温度のプロットである。

【0047】

Ｔｔｉｍｅ＝０において、制御回路４２は、第２の加熱要素２０２をオンに切り替えて、液体１８内のウィック１４に沿って熱パルスを伝達する。温度センサ２０４における初期ウィック１４温度（ｉＴ）は、制御回路４２によって監視され、データストレージ４４に記録される。特定の時間が経過するまで（Ｔｔｉｍｅ＝ＭａｘＤｔｉｍｅ）、液体１８が第２の加熱要素２０２から温度センサ２０４まで移動するのにかかる時間中、温度発展が監視され続ける。温度プロファイルは、制御回路４２によって分析されて、温度のピーク値（ｐＴ）及びこれが生じる時間（ｐＴｉｍｅ）を特定する。これは、温度上昇（ΔＴ＝ｐＴ－ｉＴ）及び飛行時間（Δｔ＝ｐＴｉｍｅ）の計算を可能にする。これらのデータは、次いで、質量流量をΔＴ及びΔｔに関連付けるウィック固有データを含むデータストレージ４４に格納されたルックアップテーブル（ＬＴ１）を使用して、質量流量を計算するために使用される。制御回路４２が、特定の時間が経過する前に温度のピークを特定することができない場合（Ｔｔｉｍｅ＝ＭａｘＤｔｉｍｅ）、これは、低い質量流量を示し得る。

【0048】

代替の実施形態において、温度センサ２０４における温度は、液体１８の気化温度直下の温度に対応するような最大温度閾値に達するまで制御回路４２によって監視され続け得る。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】