BR112013013269B1 - sistema de geração de aerossol com prevenção de vazamento de material condensado - Google Patents

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Abstract

SISTEMA DE GERAÇÃO DE AEROSSOL COM PREVENÇÃO DE VAZAMENTO DE MATERIAL CONDENSADO. A presente invenção refere-se a um sistema de geração de aerossol para aquecer um substrato de formação de aerossol líquido. O sistema compreende uma câmara de formação de aerossol (127); um dispositivo de prevenção de vazamento (305, 307) configurado para impedir ou reduzir o vazamento do condensado de aerossol líquido do sistema de geração de aerossol. O dispositivo de prevenção de vazamento pode compreender um ou mais dentre: pelo menos uma cavidade em uma parede da câmara de formação de aerossol para coletar gotículas do substrato de formação de aerossol líquido condensado; pelo menos um elemento enganchado para coletar gotículas do substrato de formação de aerossol líquido condensado; um elemento de impacto para interromper o fluxo de ar na câmara de formação de aerossol de modo a coletar gotículas de líquido; e um elemento de encerramento para vedar substancialmente a câmara de formação de aerossol quando o sistema de geração de aerossol não está em uso.

Description

[0001] A presente invenção refere-se a um sistema de geração de aerossol. Em particular, a presente invenção refere-se a um sistema de geração de aerossol no qual o substrato de formação de aerossol é líquido.
[0002] WO-A-2009/132793 descreve um sistema de fumar eletricamente aquecido. Um líquido é armazenado em uma parte de armazenamento de líquido, e um pavio capilar possui uma primeira extremidade que se estende para dentro da parte de armazenamento de líquido para entrar em contato com o líquido dentro do mesmo, e uma segunda extremidade que se estende para fora da parte de armazenamento de líquido. Um elemento de aquecimento aquece a segunda extremidade do pavio capilar. O elemento de aquecimento está na forma de um elemento de aquecimento elétrico enrolado em espiral em conexão elétrica com um suprimento de energia, e cercando a segunda extremidade do pavio capilar. Em uso, o elemento de aquecimento pode ser ativado pelo usuário para ligar o suprimento de energia. A sucção em um bocal pelo usuário faz com que o ar seja puxado para dentro do sistema de fumar eletricamente aquecido através do pavio capilar e o elemento de aquecimento e, subsequentemente, para dentro da boca do usuário.
[0003] Os sistemas de geração de aerossol da técnica anterior, incluindo o sistema de fumar eletricamente operado referido acima, apresentam várias vantagens, mas ainda existe oportunidade para aperfeiçoamento do desenho.
[0004] De acordo com um primeiro aspecto da invenção, é fornecido um sistema de geração de aerossol para aquecer um substrato de formação de aerossol líquido, o sistema compreendendo: uma câmara de formação de aerossol e um dispositivo de prevenção de vazamento configurado para impedir ou reduzir o vazamento de material condensado de aerossol líquido a partir do sistema de geração de aerossol.
[0005] O sistema de geração de aerossol é disposto para evaporar o substrato de formação de aerossol para formar um vapor, que condensa nacâmara de formação de aerossol para formar o aerossol. Dessa forma, a câmara de formação de aerossol simplesmente auxilia ou facilita a geração do aerossol. O sistema de geração de aerossol pode incluir o substrato de formação de aerossol ou pode ser adaptado para receber o substrato de formação de aerossol. Como conhecido dos versados na técnica. Um aerossol é uma suspensão de partículas sólidas ou gotículas de líquido em um gás, tal como ar.
[0006] Uma vantagem da invenção é que o vazamento de material condensado de aerossol líquido do sistema de geração de aerossol é impedido ou pelo menos substancialmente reduzido. O líquido condensado (condensado de líquido) pode formar devido a uma mudança na temperatura, por exemplo, uma queda súbita de temperatura. Alternativamente ou adicionalmente, o condensado líquido pode acumular em cavidades, sulcos, cantos ou outras partes do sistema de geração de aerossol onde existe um fluxo de ar reduzido. A taxa de condensação é afetada pela pressão de vapor do substrato de formação de aerossol, o gradiente de temperatura entre o vapor e o alojamento ou parede do sistema de geração de aerossol, e outros fatores, por exemplo, o fluxo de ar e turbulência. A minimização, ou preferivelmente a prevenção, de vazamento do condensado de aerossol líquido é importante para evitar o desperdício do substrato de formação de aerossol líquido. Adicionalmente, se o líquido vazar para fora do sistema de geração de aerossol, isso pode causar inconveniência para o usuário. Por exemplo, o sistema de geração de aerossol pode ficar molhado ou viscoso.
[0007] O substrato de formação de aerossol líquido possui preferivelmente propriedades físicas, por exemplo, ponto de ebulição e pressão de vapor, adequadas para uso no sistema de geração de aerossol. Se o ponto de ebulição for muito alto, o mesmo pode não ser possível para evaporar o líquido mas, se o ponto de ebulição for muito baixo, o líquido pode evaporar muito prontamente. O líquido compreende preferivelmente um material contendo tabaco compreendendo compostos aromatizados de tabaco voláteis que são liberados a partir do líquido mediante aquecimento. Alternativamente, ou adicionalmente, o líquido pode compreender um material sem tabaco. O líquido pode incluir água, solventes, etanol, extratos vegetais, soluções de nicotina e aromatizantes naturais ou artificiais. Preferivelmente, o líquido compreende adicionalmente um formador de aerossol. Exemplos de formadores de aerossol adequados são glicerina e propileno glicol.
[0008] Em uma primeira modalidade da invenção, o dispositivo de prevenção de aerossol compreende pelo menos uma cavidade em uma parede da câmara de formação de aerossol, para coletar o condensado líquido formado a partir do substrato de formação de aerossol.
[0009] O fornecimento de pelo menos uma cavidade em uma parede da câmara de formação de aerossol permite que gotículas de material condensado do líquido sejam coletadas. Preferivelmente, a pelo menos uma cavidade interrompe a rota de fluxo para as gotículas de líquido condensado que podem, de outra forma, vazar para fora do sistema de geração de aerossol. Dessa forma, o vazamento do líquido condensado a partir do sistema de geração de aerossol é impedido ou pelo menos reduzido. A pelo menos uma cavidade pode ter qualquer tamanho ou formato e pode ser localizada em qualquer local adequado na câmara de formação de aerossol. Preferivelmente, pelo menos uma cavidade é fechada para uma extremidade de saída do sistema de geração de aerossol. Se o sistema de geração de aerossol incluir uma parte de armazenamento de líquido ou um pavio capilar ou ambos uma parte de armazenamento de líquido e um pavio capilar, a pelo menos uma cavidade pode compreender um percurso de retorno para retornar as gotículas de líquido condensado para a parte de armazenamento de líquido ou pavio capilar.
[00010] Na primeira modalidade da invenção, a pelo menos uma cavidade pode conter material capilar. O fornecimento de material capilar em pelo menos uma cavidade minimiza o líquido livre. Isso reduz a probabilidade de o líquido condensado vazar do sistema de geração de aerossol. O material capilar pode compreender qualquer material preferido ou combinação de materiais que possa reter o líquido coletado. O material ou materiais preferidos particulares dependerão das propriedades físicas do substrato de formação de aerossol líquido. Exemplos de materiais adequados são uma esponja ou material de espuma, materiais à base de cerâmica ou grafite, na forma de fibras ou pós sinterizados, um metal espumado ou material plástico, um material fibroso, por exemplo, feito de fibras enroladas ou extrudadas, tal como acetato de celulose, poliéster, ou poliolefina unida, polietileno, fibras de terileno ou polipropileno, fibras de náilon, ou cerâmica. Mais preferivelmente, o material capilar preenche substancialmente as cavidades de modo a minimizar o líquido livre.
[00011] Se o sistema de geração de aerossol incluir uma parte de armazenamento de líquido ou um pavio capilar ou ambos uma parte de armazenamento de líquido e um pavio capilar, o material capilar pode fornecer um percurso de retorno para retornar as gotículas de líquido condensado para a parte de armazenamento de líquido ou pavio capilar. O material capilar pode estar em contato com o pavio capilar. O material capilar em pelo menos uma cavidade e o pavio capilar pode compreender o mesmo material ou materiais diferentes.
[00012] Em uma segunda modalidade da invenção, o dispositivo de prevenção de vazamento compreende pelo menos um elemento enganchado para coletar as gotículas de material condensado líquido formado a partir do substrato de formação de aerossol.
[00013] O fornecimento de um elemento enganchado permite que as gotículas condensadas do substrato de formação de aerossol líquido sejam coletadas. Preferivelmente, o pelo menos um elemento enganchado interrompe a rota de fluxo para as gotículas de líquido condensado. Dessa forma, o vazamento do material condensado líquido a partir do sistema de geração de aerossol é impedido. O pelo menos um elemento enganchado pode ter qualquer tamanho adequado e formato e pode ser localizado em qualquer local adequado. Por exemplo, o elemento enganchado pode ser posicionado em uma parede da câmara de formação de aerossol.
[00014] Na segunda modalidade da invenção, o pelo menos um elemento enganchado pode compreender um percurso de reciclagem par reciclar as gotículas coletadas do material condensado líquido. O percurso de reciclagem pode compreender uma parte angulada do elemento enganchado. Se o sistema de geração de aerossol incluir uma parte de armazenamento de líquido ou um pavio capilar ou ambos uma parte de armazenamento de líquido e um pavio capilar, o percurso de reciclagem pode retornar as gotículas de líquido condensado para a parte de armazenamento de líquido ou pavio capilar. O aprisionamento e o transporte de gotículas condensadas podem ser melhorados pelas propriedades de superfície (por exemplo, mas não limitado a, perfil de superfície, aspereza de superfície) ou material (por exemplo, mas não limitado a, uso de um material hidrofóbico ou hidrofílico) de uma parede interna do sistema de geração de aerossol, por exemplo, a parede interna da câmara de formação de aerossol.
[00015] Na segunda modalidade da invenção, o pelo menos um elemento enganchado inclui material capilar. O material capilar pode ser fornecido em parte ou em toda a superfície de coleta do elemento enganchado. O fornecimento de material capilar em pelo menos um elemento enganchado minimiza o líquido livre. Isso reduz a probabilidade de o líquido condensador vazar do sistema de geração de aerossol. O material capilar pode compreender qualquer material adequado ou combinação de materiais que pode reter o líquido coletado. O material ou materiais preferidos particulares dependerão das propriedades físicas do substrato de formação de aerossol líquido. Exemplos de materiais adequados são uma esponja ou material de espuma, materiais à base de cerâmica ou grafite na forma de fibras ou pós sinterizados, um metal espumado ou material plástico, um material fibroso, por exemplo, feito de fibras enroladas ou extrudadas, tal como acetato de celulose, poliéster, ou poliolefina unidade, polietileno, fibras de terileno ou polipropileno, fibras de náilon ou cerâmica.
[00016] Se o elemento enganchado incluir um percurso de reciclagem, preferivelmente, o percurso de reciclagem inclui o material capilar. Isso aperfeiçoa a reciclagem das gotículas de líquido condensado. Se o sistema de geração de aerossol incluir uma parte de armazenamento de líquido ou um pavio capilar ou ambos uma parte de armazenamento de líquido e um pavio capilar, o material capilar pode retornar as gotículas de líquido condensado para a parte de armazenamento de líquido ou pavio capilar. O material capilar pode estar em contato com o pavio capilar. O material capilar no pelo menos um elemento enganchado e o pavio capilar pode compreender o mesmo material ou materiais diferentes.
[00017] Em uma terceira modalidade da invenção, o dispositivo de prevenção de vazamento compreende um elemento de impacto para romper o fluxo de ar na camada de formação de aerossol de modo a coletar as gotículas do líquido sendo formadas a partir do substrato de formação de aerossol.
[00018] O fornecimento de um elemento de impacto que rompe o fluxo de ar permite que as gotículas do substrato de formação de aerossol líquido sejam coletadas. Isso porque, à medida que o fluxo de ar é rompido, algumas gotículas de líquido não podem ser transportadas no fluxo de ar e, ao invés disso, causam impacto no elemento de impacto. As gotículas de líquido coletadas tendem a ser as maiores gotículas de líquido. As gotículas de líquido coletadas não podem vazar para fora do sistema de geração de aerossol. Dessa forma, o vazamento de condensado líquido a partir do sistema de geração de aerossol é impedido. O elemento de impacto pode ter qualquer tamanho e formato adequado e pode ser localizado em qualquer ponto a jusante da formação de vapor.
[00019] Na terceira modalidade da invenção, o elemento de impacto pode incluir material capilar. O material capilar é preferivelmente fornecido em parte ou toda a superfície a montante do elemento de impacto. O material capilar pode ser fornecido em outras superfícies do elemento de impacto. O fornecimento de material capilar na superfície de coleta do elemento de impacto minimiza o líquido livre. Isso reduz a probabilidade de o condensado líquido vazar a partir do sistema de geração de aerossol. O material capilar pode compreender qualquer material adequado ou combinação de materiais que possa reter o líquido coletado. O material ou materiais preferidos em particular dependerão das propriedades físicas do substrato de formação de aerossol líquido. Exemplos de materiais adequados são uma esponja ou material de espuma, materiais à base de cerâmica ou grafite na forma de fibras ou pós sinterizados, um metal espumado ou material plástico, um material fibroso, por exemplo, feito de fibras enroladas ou extrudadas, tal como acetato de celulose, poliéster, ou poliolefina unida, polietileno, fibras de terileno ou polipropileno, fibras de náilon ou cerâmica.
[00020] Se o sistema de geração de aerossol incluir uma parte de armazenamento de líquido ou um pavio capilar ou ambos uma parte de armazenamento de líquido e um pavio capilar, o material capilar no elemento de impacto pode retornar gotículas de líquido para a parte de armazenamento de líquido ou pavio capilar. O material capilar no elemento de impacto pode estar em contato com o pavio capilar. O material capilar no elemento de impacto e o pavio capilar podem compreender o mesmo material ou materiais diferentes.
[00021] Em uma quarta modalidade da invenção, o dispositivo de prevenção de vazamento compreende um elemento de encerramento para vedar substancialmente a câmara de formação de aerossol quando o sistema de geração de aerossol não está em uso.
[00022] O fornecimento de um elemento de encerramento que veda substancialmente a camada de formação de aerossol quando o sistema de geração de aerossol não está em uso impede substancialmente que quaisquer gotículas de líquido condensado vazem para fora do sistema de geração de aerossol quando o mesmo não estiver em uso. Deve-se compreender que o elemento de encerramento só precisa vedar substancialmente a saída da câmara de formação de aerossol. A entrada da câmara de formação de aerossol pode permanecer aberta, mesmo quando o elemento de encerramento está na posição fechada.
[00023] O elemento de encerramento pode ter qualquer tamanho e formato adequado. O elemento de encerramento pode ser manualmente operável por um usuário. Alternativamente, o elemento de encerramento pode ser eletricamente operável, por instrução do usuário ou automaticamente.
[00024] O elemento de encerramento pode incluir material capilar. O material capilar pode ser fornecido em parte ou toda a superfície a montante do elemento de encerramento. O material capilar reterá qualquer líquido que colete no elemento de encerramento. Isso reduz a probabilidade de o líquido condensado vazar do sistema de geração de aerossol. O material capilar pode compreender qualquer material adequado ou combinação de materiais que possa reter o líquido coletado. O material preferido particular ou materiais dependerão das propriedades físicas do substrato de formação de aerossol líquido. Exemplos de materiais adequados são uma esponja ou um material de espuma, materiais a base de cerâmica ou grafite na forma de fibras ou pós sinterizados, um metal espumado ou material plástico, um material fibrosa, por exemplo, feito de fibras enroladas ou extrudadas, tal como acetato de celulose, poliéster, ou poliolefina unida, polietileno, fibras de terileno ou polipropileno, fibras de náilon ou cerâmica.
[00025] Se o sistema de geração de aerossol incluir uma parte de armazenamento de líquido ou um pavio capilar ou ambos uma parte de armazenamento de líquido e um pavio capilar, o material capilar no elemento de encerramento pode retornar as gotículas de líquido para a parte de armazenamento de líquido ou pavio capilar. O material capilar no elemento de encerramento pode estar em contato com o pavio capilar quando o sistema de geração de aerossol não está em uso. O material capilar no elemento de encerramento e o pavio capilar podem compreender o mesmo material ou materiais diferentes.
[00026] O sistema de geração de aerossol pode compreender adicionalmente uma parte de armazenamento de líquido para o armazenamento de substrato de formação de aerossol líquido.
[00027] Uma vantagem do fornecimento de uma parte de armazenamento de líquido é que o líquido na parte de armazenamento de líquido é protegido contra o ar ambiente (visto que o ar não pode geralmente entrar na parte de armazenamento de líquido) e, em algumas modalidades luz, de modo que o risco de degradação do líquido seja significativamente reduzido. Ademais, um algo nível de higiene pode ser mantido. A parte de armazenamento de líquido pode não ser passível de reabastecimento. Dessa forma, quando o líquido na parte de armazenamento de líquido foi todo utilizado, o sistema de geração de aerossol é substituído. Alternativamente, a parte de armazenamento de líquido pode ser reabastecida. Nesse caso, o sistema de geração de aerossol pode ser substituído depois de um número determinado de reabastecimentos da parte de armazenamento de líquido. Preferivelmente, a parte de armazenamento de líquido é disposta para manter o líquido para um número pré-determinado de tragos.
[00028] O sistema de geração de aerossol pode compreender adicionalmente um pavio capilar para transportar o substrato de formação de aerossol líquido por ação capilar.
[00029] Preferivelmente, o pavio capilar é disposto para estar em contato com o líquido na parte de armazenamento de líquido. Preferivelmente, o pavio capilar se estende para dentro da parte de armazenamento de líquido. Nesse caso, em uso, o líquido é transferido da parte de armazenamento de líquido pela ação capilar no pavio capilar. Em uma modalidade, o líquido em uma extremidade do pavio capilar é evaporado para formar um vapor super saturado. O vapor super saturado é misturado com e transportado no fluxo de ar. Durante o fluxo, o vapor condensa para formar o aerossol e o aerossol é transportado na direção da boca de um usuário. O substrato de formação de aerossol líquido possui propriedades físicas, incluindo tensão de superfície e viscosidade, que permitem que o líquido seja transportado através do pavio capilar por ação capilar.
[00030] O pavio capilar pode ter uma estrutura fibrosa ou esponjosa. O pavio capilar compreende preferivelmente um feixe de capilares. Por exemplo, o pavio capilar pode compreender uma pluralidade de fibras ou fios ou outros tubos de orifício fino. As fibras ou fios podem ser geralmente alinhados na direção longitudinal do sistema de geração de aerossol. Alternativamente, o pavio capilar pode compreender material tipo esponja ou espuma dentro de um formato de haste. O formato de haste pode se estender ao longo da direção longitudinal do sistema de geração de aerossol. A estrutura do pavio forma uma pluralidade de orifícios ou tubos pequenos, através dos quais o líquido pode ser transportado pela ação capilar. O pavio capilar pode compreender qualquer material adequado ou combinação de materiais. Exemplos de materiais adequados são materiais capilares, por exemplo, um material tipo esponja ou espuma, materiais à base de cerâmica ou grafite na forma de fibras ou pós sinterizados, metal espumado ou material plástico, um material fibroso, por exemplo, feito de fibras enroladas ou extrudadas, tal como acetato de celulose, poliéster ou poliolefina unida, polietileno, fibras de terileno ou polipropileno, fibras de náilon ou cerâmica. O pavio capilar pode ter qualquer capilaridade ou porosidade adequada de modo a ser utilizado com diferentes propriedades físicas do líquido. O líquido possui propriedades físicas incluindo, mas não limitadas à viscosidade, tensão de superfície, densidade, condutividade térmica, ponto de ebulição e pressão de vapor, que permitem que o líquido seja transportado através do dispositivo capilar pela ação capilar.
[00031] O sistema de geração de aerossol pode ser eletricamente operado. O sistema de geração de aerossol eletricamente operado pode compreender adicionalmente um aquecedor elétrico para aquecer o substrato de formação de aerossol líquido.
[00032] O aquecedor elétrico pode compreender um único elemento de aquecimento. Alternativamente, o aquecedor elétrico pode compreender mais de um elemento de aquecimento, por exemplo, dois, ou três, ou quatro, ou cinco, ou seis ou mais elementos de aquecimento. O elemento de aquecimento ou elementos de aquecimento podem ser dispostos de forma adequada de modo a aquecer de forma mais eficiente o substrato de formação de aerossol.
[00033] O pelo menos um elemento de aquecimento elétrico compreende preferivelmente um material eletricamente resistivo. Materiais eletricamente resistivos adequados incluem, mas não estão limitados a: semicondutores tal como cerâmicas revestidas, cerâmicas eletricamente "condutoras" (tal como, por exemplo, dissilicietos de molibdênio), carbono, grafite, metais, ligas metálicas e materiais compostos feitos de um material cerâmico e um material metálico. Tais materiais compostos podem compreender cerâmicas revestidas ou não revestidas. Exemplos de cerâmicas revestidas adequadas incluem carbonetos de silício revestidos. Exemplos de metais adequados incluem titânio, zircônio, tântalo e metais do grupo de platina. Exemplos de ligas de metal adequados incluem aço inoxidável, Constantan, ligas contendo níquel, cobalto, cromo, alumínio, titânio, zircônio, háfnio, nióbio, molibdênio, tântalo, tungstênio, lato, gálio, manganês e ferro, e super ligas com base em níquel, ferro, cobalto, aço inoxidável, Timetal®, ligas à base de ferro e alumínio e ligas à base de ferro-manganês-alumínio. Timetal® é uma marca registrada da Titanium Metals Corporation, 1999 Broadway Suite 4300, Denver, Colorado. Em materiais compostos, o material eletricamente resistivo pode, opcionalmente, ser embutido em, encapsulado ou revestido com um material isolante ou vice-versa, dependendo da cinética da transferência de energia e das propriedades fisioquímicas externas necessárias. O elemento de aquecimento pode compreender uma folha gravada metálica isolada entre duas camadas de um material inerte. Nesse caso, o material inerte pode compreender Kapton®, afolha de mica ou poliimida. Kapton® é uma marca registrada da E.I. du Pont de Nemours and Company, 1007 Market Street, Wilmington, Delaware, 19898, Estados Unidos da América.
[00034] Alternativamente, o pelo menos um elemento de aquecimento elétrico pode compreender um elemento de aquecimento por infravermelho, uma fonte fotônica ou um elemento de aquecimento indutor.
[00035] O pelo menos um elemento de aquecimento elétrico pode assumir qualquer forma adequada. Por exemplo, o pelo menos um elemento de aquecimento elétrico pode assumir a forma de uma lâmina de aquecimento. Alternativamente, o pelo menos um elemento de aquecimento elétrico pode assumir a forma de um envoltório ou substrato possuindo diferentes partes eletrocondutoras, ou um tubo metálico eletricamente resistivo. A parte de armazenamento líquido pode incorporar um elemento de aquecimento descartável. Alternativamente, um ou mais agulhas de aquecimento ou hastes que correm através do substrato de formação de aerossol líquido também podem ser adequadas. Alternativamente, o pelo menos um elemento de aquecimento elétrico pode ser um aquecedor em disco (extremidade) ou uma combinação de um aquecedor tipo disco com agulhas ou hastes de aquecimento. Alternativamente, o pelo menos um elemento de aquecimento elétrico pode compreender uma folha de material flexível. Outras alternativas incluem um fio ou filamento de aquecimento, por exemplo, um fio de Ni-Cr, platina, tungstênio ou liga, ou uma placa de aquecimento. Opcionalmente, o elemento de aquecimento pode ser depositado em ou sobre um material de transporte rígido.
[00036] O pelo menos um elemento de aquecimento elétrico pode compreender um depósito de calor, ou reservatório de calor compreendendo um material capaz de absorver e armazenar o calor e liberar subsequentemente o calor como tempo para aquecer o substrato de formação de aerossol. O depósito de calor pode ser formado a partir de qualquer material adequado, tal como um metal ou material cerâmico adequado. Preferivelmente, o material possui uma alta capacidade de aquecimento (material de armazenamento sensível a calor) ou é um material capaz de absorver e subsequentemente liberar o calor através de um processo reversível, tal como uma mudança de fase de alta temperatura. Os materiais de armazenamento sensível a calor adequados incluem sílica gel, alumina, carbono, folha de vidro, fibra de vidro, minerais, um metal ou liga tal como alumínio, prata ou chumbo, e um material de celulose tal como papel. Outros materiais adequados que liberam calor através de uma mudança de fase reversível incluem parafina, acetato de sódio, cera de naftaleno, óxido de polietileno, metal, sal de metal, mistura de sais eutéticos ou uma liga.
[00037] O depósito de calor ou reservatório de calor pode ser disposto de modo que esteja diretamente em contato com o substrato de formação de aerossol líquido e pode transferir o calor armazenado diretamente para o substrato. Alternativamente, o calor armazenado no depósito de calor ou reservatório de calor pode ser transferido para o substrato de formação de aerossol por meio de um condutor de calor, tal como um tubo metálico.
[00038] O pelo menos um elemento de aquecimento pode aquecer o substrato de formação de aerossol por meio de condução. O elemento de aquecimento pode estar pelo menos parcialmente em contato com o substrato. Alternativamente, o calor do elemento de aquecimento pode ser conduzido para o substrato por meio de um elemento condutor de calor.
[00039] Alternativamente, o pelo menos um elemento de aquecimento pode transferir calor para o ar ambiente de entrada que é puxado através do sistema de geração de aerossol durante o uso, que, por sua vez, aquece o substrato de formação de aerossol por convecção. O ar ambiente pode ser aquecido antes de passar através do substrato de formação de aerossol. Alternativamente, o ar ambiente pode ser primeiramente puxado através do substrato de líquido e então aquecido.
[00040] Em uma modalidade preferida, o sistema de geração de aerossol compreende um aquecedor elétrico, um pavio capilar e uma parte de armazenamento de líquido. Nessa modalidade, preferivelmente o pavio capilar é disposto para estar em contato com o líquido na parte de armazenamento de líquido. Em uso, o líquido é transferido a partir da parte de armazenamento de líquido na direção do aquecedor elétrico pela ação capilar no pavio capilar. Em uma modalidade, o pavio capilar possui uma primeira extremidade e uma segunda extremidade, a primeira extremidade se estendendo para dentro da parte de armazenamento de líquido para entrar em contato com o líquido e o aquecedor elétrico sendo disposto para aquecer o líquido na segunda extremidade. Quando o aquecedor é ativado, o líquido na segunda extremidade do pavio capilar é evaporada pelo aquecedor para formar o vapor super saturado. O vapor super saturado é misturado com e transportado no fluxo de ar. Durante o fluxo, o vapor condensa para formar o aerossol e o aerossol é transportado na direção da boca de um usuário.
[00041] Como discutido acima, o pavio capilar pode compreender qualquer material adequado. As propriedades capilares do pavio, combinadas com as propriedades do líquido, garantem que o pavio esteja sempre molhado na área de aquecimento. Se o pavio estiver seco, pode haver super aquecimento, o que pode resultar em degradação térmica do líquido.
[00042] O pavio capilar e o aquecedor, e, opcionalmente, a parte de armazenamento de líquido, podem ser removíveis do sistema de geração de aerossol como um componente singular.
[00043] O sistema de geração de aerossol pode compreender pelo menos uma entrada de ar. O sistema de geração de aerossol pode compreender pelo menos uma saída de ar. A câmara de formação de aerossol é localizada entre a entrada de ar e a saída de ar de modo a definir uma rota de fluxo de ar a partir da entrada de ar para a saída de ar através da câmara de formação de aerossol, de modo a transportar o aerossol para a saída de ar e para dentro da boca do usuário.
[00044] O sistema de geração de aerossol pode ser eletricamente operado e pode compreender adicionalmente um suprimento de energia elétrica. O sistema de geração de aerossol pode compreender adicionalmente um conjunto de circuito elétrico. Em uma modalidade, o conjunto de circuito elétrico compreende um sensor para detectar o fluxo de ar indicativo de um usuário tragando. Nesse caso, preferivelmente, o conjunto de circuito elétrico é disposto para fornecer um pulso de corrente elétrica para o aquecedor elétrico quando o sensor percebe um usuário tragando. Preferivelmente, o período de tempo do pulso de corrente elétrica é pré-determinado, dependendo da quantidade de líquido que se deseja evaporar. O conjunto de circuito elétrico é preferivelmente programável para essa finalidade. Alternativamente, o conjunto de circuito elétrico pode compreender um comutador operado manualmente para um usuário iniciar um trago. O período de tempo do pulso de corrente elétrica é preferivelmente pré- determinado dependendo da quantidade de líquido que se deseja evaporar. O conjunto de circuito elétrico é preferivelmente programável para essa finalidade.
[00045] Preferivelmente, o sistema de geração de aerossol compreende um alojamento. Preferivelmente, o alojamento é alongado. Se o sistema de geração de aerossol incluir um pavio capilar, o eixo geométrico longitudinal do pavio capilar e o eixo geométrico longitudinal do alojamento podem ser substancialmente paralelos. O alojamento pode compreender um envoltório e um bocal. Em uma modalidade, o alojamento inclui um inserto removível compreendendo a parte de armazenamento de líquido, o pavio capilar e o aquecedor. Nessa modalidade, essas partes do sistema de geração de aerossol podem ser removíveis do alojamento como um único componente. Isso pode ser útil para reabastecer ou substituir a parte de armazenamento de líquido, por exemplo.
[00046] O alojamento pode compreender qualquer material adequado ou combinação de materiais. Exemplos de materiais adequados incluem metais, ligas, plásticos ou materiais compostos contendo um ou mais desses materiais, ou termoplásticos que são adequados para aplicações alimentícias ou farmacêuticas, por exemplo, polipropileno, polieteretercetona (PEEK) e polietileno. Preferivelmente, o material é leve e não frágil.
[00047] Preferivelmente, o sistema de geração de aerossol é portátil. O sistema de geração de aerossol pode ser um sistema de fumar e pode ter um tamanho comparável com um charuto ou cigarro convencional. O sistema de fumar pode ter um comprimento total entre aproximadamente 30 mm e aproximadamente 150 mm. O sistema de fumar pode ter um diâmetro externo entre aproximadamente 5 mm e aproximadamente 30 mm.
[00048] Preferivelmente, o sistema de geração de aerossol é um sistema de fumar eletricamente operado.
[00049] Características descritas com relação a um aspecto da invenção podem ser aplicáveis a outro aspecto da invenção.
[00050] A invenção será descrita adicionalmente, por meio de exemplo apenas, com referência aos desenhos em anexo, nos quais: A Figura 1 ilustra um exemplo de um sistema de geração de aerossol possuindo uma parte de armazenamento de líquido; A Figura 2 ilustra uma vista ampliada da extremidade de bocal e um sistema de geração de aerossol similar ao ilustrado na Figura 1; A Figura 3 ilustra uma vista ampliada da extremidade do bocal de um sistema de geração de aerossol de acordo com uma primeira modalidade da invenção; A figura 4 é uma vista transversal ao longo da linha IV-IV da Figura 3; A Figura 5 é uma vista ampliada da extremidade de bocal de um sistema de geração de aerossol alternativo de acordo com a primeira modalidade da invenção; A Figura 6 é uma vista transversal ao longo da linha VI-VI da Figura 5; A Figura 7 ilustra uma vista ampliada da extremidade de bocal de um sistema de geração de aerossol de acordo com uma segunda modalidade da invenção; A figura 8 ilustra uma vista ampliada da extremidade de bocal de um sistema de geração de aerossol de acordo com uma terceira modalidade da invenção; e, A figura 9 ilustra uma vista ampliada da extremidade de bocal de um sistema de geração de aerossol de acordo com uma quarta modalidade da invenção.
[00051] A Figura 1 ilustra um exemplo de um sistema de geração de aerossol possuindo uma parte de armazenamento de líquido. Na Figura 1, o sistema é um sistema de fumar eletricamente operado. O sistema de fumar 100 da figura 1 compreende um alojamento 101 possuindo uma primeira extremidade que é a extremidade de bocal 103 e uma segunda extremidade que é a extremidade de corpo 105. Na extremidade de corpo, é fornecido um suprimento de energia elétrica na forma de bateria 107 e o conjunto de circuito elétrico na forma de hardware 109 e sistema de detecção de trago 111. Na extremidade de bocal, é fornecida uma parte de armazenamento de líquido na forma de cartucho 113 contendo líquido 115, um pavio capilar 117 e um aquecedor 119. Note-se que o aquecedor só é ilustrado de forma esquemática na figura 1. Na modalidade ilustrativa ilustrada na figura 1, uma extremidade do pavio capilar 117 se estende para dentro do cartucho 113 e a outra extremidade do pavio capilar 117 é cercada pelo aquecedor 119. O aquecedor é conectado ao conjunto de circuito elétrico através de conexões 121, que podem passar ao longo do exterior do cartucho 113 (não ilustrado na figura 1). O alojamento 101 também inclui uma entrada de ar 123, uma saída de ar 125 na extremidade de bocal, e uma câmara de formação de aerossol 127.
[00052] Em uso, a operação é como segue. O líquido 115 é transportado por ação capilar a partir do cartucho 113 a partir da extremidade do pavio 117 que se estende para dentro do cartucho para a outra extremidade do pavio que é cercada pelo aquecedor 119. Quando um usuário puxa o sistema de geração de aerossol na saída do ar 125, o ar ambiente é puxado através da entrada de ar 123. Na disposição ilustrada na figura 1, o sistema de detecção de trago 111 percebe o trago e ativa o aquecedor 119. A bateria 107 supre energia elétrica para o aquecedor 119 para aquecer a extremidade do pavio 117 cercada pelo aquecedor. O líquido nessa extremidade do pavio 117 é evaporado pelo aquecedor 119 para criar um vapor super saturado. Nesse momento, o líquido sendo revaporado é substituído por líquido adicional movendo ao longo do pavio 117 pela ação capilar. (Isso é algumas vezes referido como "ação de bombeamento"). Esse vapor super saturado criado é misturado com e transportado no fluxo de ar a partir da entrada de ar 123. Na câmara de formação de aerossol 127, o vapor condensa para formar um aerossol que pode ser inalado, que é transportado na direção da saída 125 e para dentro da boca do usuário.
[00053] Na modalidade ilustrada na Figura 1, o hardware 108 e o sistema de detecção de trago 111 são preferivelmente programáveis. O hardware 109 e o sistema de detecção de trago 111 podem ser utilizados para gerenciar a operação do sistema de geração de aerossol.
[00054] A Figura 1 ilustra um exemplo de um sistema de geração de aerossol de acordo com a presente invenção. Muitos outros exemplos são possíveis, no entanto. O sistema de geração de aerossol simplesmente precisa incluir o dispositivo de prevenção de vazamento (a ser descrito abaixo com referência às figuras 2 a 9) configurado para impedir ou reduzir o vazamento do material condensado de aerossol líquido do sistema de geração de aerossol. Por exemplo, o sistema não precisa ser operado eletricamente. Por exemplo, o sistema não precisa ser um sistema de fumar. Adicionalmente, o sistema pode não incluir um aquecedor, caso no qual outro dispositivo pode ser incluído para evaporar o substrato de formação de aerossol líquido. Por exemplo, um sistema de detecção de trago não precisa ser fornecido. Ao invés disso, o sistema pode operar por ativação manual, por exemplo, o usuário operando um comutador quando um trago é dado. Por exemplo, o formato geral e o tamanho do alojamento podem ser alterados. Adicionalmente, o sistema pode não incluir um pavio capilar. Nesse caso, o sistema pode incluir outro mecanismo para distribuir líquido para evaporação.
[00055] No entanto, em uma modalidade preferida, o sistema inclui uma parte de armazenamento de líquido e um pavio capilar para transportar o líquido a partir da parte de armazenamento de líquido. O pavio capilar pode ser feito de uma variedade de materiais porosos ou capilares e possui preferivelmente uma capilaridade pré-definida conhecida. Exemplos incluem materiais à base de cerâmica ou grafite na forma de fibras ou pós sinterizados. Os pavios de diferentes porosidades podem ser utilizados para acomodar diferentes propriedades físicas do líquido tal como a viscosidade e tensão de superfície. O pavio deve ser adequado de modo que a quantidade necessária de líquido possa ser distribuída para o aquecedor.
[00056] Como discutido acima, de acordo com a invenção, o sistema de geração de aerossol inclui dispositivos de prevenção de vazamento configurados para impedir ou reduzir o vazamento do líquido condensado a partir do sistema de geração de aerossol. Um número de modalidades da invenção, incluindo o dispositivo de prevenção de vazamento, será descrito agora com referência às Figuras de 2 a 9. As modalidades são baseadas no exemplo ilustrado na Figura 1, apesar de serem aplicáveis a outras modalidades dos sistemas de geração de aerossol. Note-se que a Figura 1 e as Figuras seguintes de 2 a 9 são esquemáticas por natureza. Em particular, os componentes ilustrados não estão em escala individualmente ou com relação um ao outro.
[00057] A Figura 2 ilustra uma vista aumentada da extremidade de bocal de um sistema de geração de aerossol similar ao da figura 1. A Figura 2 ilustra apenas a extremidade de bocal 103 incluindo a câmara de formação de aerossol 127 e a saída de ar 125. Outros componentes não são ilustrados na Figura 2 por motivos de clareza.
[00058] Na Figura 2, o fluxo de ar é ilustrado de forma esquemática pelas setas 201. Pode-se observar que as gotículas de líquido (ilustradas de forma esquemática em 203) tendem a condensar nas paredes internas da câmara de formação de aerossol 127, particularmente na direção da saída de ar 125. Tais gotículas de líquido podem ser formadas como material condensado de vapor para formar o aerossol. Se o fluxo de ar não portar todas as gotículas para fora da saída 125 e para dentro da boca do usuário, as gotículas, particularmente as gotículas maiores, podem acumular nas paredes internas da câmara de formação de aerossol 127, como ilustrado na figura 2. As gotículas condensadas 203 podem correr para fora da saída 125, fazendo com que o sistema de geração de aerossol se torne molhado ou viscoso. Isso será uma inconveniência para o usuário.
[00059] A Figura 3 ilustra uma vista ampliada da extremidade de bocal de um sistema de geração de aerossol de acordo com uma primeira modalidade da invenção. A Figura 4 é uma vista transversal ao longo da linha IV-IV da figura 3. A Figura 3 ilustra a extremidade de bocal 103 incluindo a câmara de formação de aerossol 127 e a saída de ar 125. Outros componentes não são ilustrados na Figura 3, por motivos de clareza. Na Figura 3, o fluxo de ar é ilustrado de forma esquemática por setas 301 e gotículas de líquido 303 são ilustradas acumulando nas paredes internas da câmara de formação de aerossol 127.
[00060] Na modalidade ilustrada nas Figuras 3 e 4, as paredes internas da câmara de formação de aerossol 127 são fornecidas com cavidades ou recessos de coleta de gotícula 305, 307. As duas cavidades 305, 307 são fornecidas em lados opostos da saída de ar 125. Na modalidade ilustrada nas Figuras 3 e 4, a cavidade superior 305 está na forma de uma cavidade substancialmente cilíndrica. Como observado na Figura 4, a cavidade 305 possui uma seção transversal substancialmente circular. A cavidade 305 é um furo cego. Isso é, a cavidade 305 não se estende para fora do sistema de geração de aerossol. De forma similar, na modalidade ilustrada nas Figuras 3 e 4, a cavidade inferior 307 também está na forma de uma cavidade substancialmente cilíndrica com uma seção transversal substancialmente circular. A cavidade 307 também é um furo cego, não se estendendo para fora do sistema de geração de aerossol.
[00061] As cavidades 305, 307 agem como um dispositivo de prevenção de vazamento. As mesmas coletam as gotículas de material condensado líquido 303 que acumularam nas paredes internas da câmara de formação de aerossol 127. As cavidades 305, 307 são posicionadas de modo a interromper a rota de fluxo para as gotículas de líquido 303 correndo na direção da saída de ar. Dessa forma, as gotículas de líquido são impedidas de vazar para fora da saída de ar do sistema de geração de aerossol.
[00062] Nas Figuras 3 e 4, as cavidades são substancialmente cilíndricas com uma seção transversal substancialmente circular. No entanto, as cavidades podem ter qualquer seção transversal ou formato adequado. As cavidades podem ter qualquer diâmetro adequado. Nas figuras 3 e 4, a dimensão transversal do sistema de geração de aerossol na extremidade de saída de ar é ilustrada como W e a dimensão transversal da saída de ar propriamente dita é ilustrada como w. W e w podem ter valores adequados. Por exemplo, W pode estar entre 5 mm e 30 mm que é a faixa típica de diâmetros de cigarros e charutos. a largura transversal w da saída de ar pode ser determinada por vários fatores. Se w for relativamente pequena (por exemplo, 1 a 2 mm), a passagem de aerossol através da saída de ar é concentrada (isso é, tem densidade aumentada) de modo que a condensação pode ser aumentada. Isso pode aumentar o tamanho de gotícula ou partícula do aerossol. Adicionalmente, um w relativamente pequena aumenta a resistência à retirada (RTD) e pode causar turbulência aumentada do fluxo de ar no alojamento. Isso também afetará o tamanho de partícula de aerossol. Por outro lado, uma largura transversal relativamente grande w aumenta o ângulo de difusão do aerossol. Isso também pode afetar as propriedades do aerossol. No entanto, um w relativamente grande também pode ajudar a impedir o vazamento da condensação. As larguras transversais w e W podem variar em proporção uma à outra. Por exemplo, uma W pequena com uma w relativamente grande ou uma W grande com uma w relativamente pequena, podem afetar as propriedades do aerossol. Preferivelmente, a largura transversal w da saída de ar está entre 1 mm e 5 mm.
[00063] Nas Figuras 3 e 4, as cavidades 305, 307 são ilustradas com uma dimensão transversal x. A dimensão x tem preferivelmente entre 0,5 mm e 1 mm ou entre 0,5 mm e 1 mm. Esse tamanho tem sido considerado vantajoso visto que é grande o suficiente para coletar uma quantidade suficiente de líquido, mas pequena o suficiente para aprisionar o líquido na cavidade por ação capilar, mesmo se o sistema de geração de aerossol for girado ou alinhado verticalmente. A dimensão x pode ser escolhida dependendo das propriedades físicas do substrato de formação de aerossol líquido e não precisa ser igual para duas cavidades.
[00064] As cavidades também podem ter qualquer comprimento adequado l. Por exemplo, o comprimento l das cavidades pode ser de 1 mm, 2 mm, 3 mm, 4 mm, 5 mm ou até mesmo tanto quanto 1 cm. O comprimento l pode ser escolhido de modo que as cavidades possam coletar uma quantidade suficiente de líquido. O comprimento l pode ser escolhido dependendo das propriedades físicas do substrato de formação de aerossol líquido. O comprimento das duas cavidades não precisa ser igual. As cavidades podem não ter o mesmo comprimento l através de toda sua seção transversal. Por exemplo, as cavidades podem ser simétricas.
[00065] Nas Figuras 3 e 4, as cavidades 305, 307 são ilustradas posicionadas por uma distância transversal a partir de fora do sistema de geração de aerossol. A distância a pode ser escolhida para ter qualquer valor e pode não ser igual para as duas cavidades. De forma similar, as cavidades 305, 307 são ilustradas posicionadas a uma distância transversal b a partir da saída de ar 125 do sistema de geração de aerossol. A distância b pode ser escolhida para ter qualquer valor e pode não ser igual para as duas cavidades. Todas as dimensões podem ser escolhidas como desejado, dependendo, por exemplo, do tamanho desejado para o sistema de geração de aerossol e as propriedades físicas do substrato de formação de aerossol líquido.
[00066] Nas Figuras 3 e 4, as cavidades estão localizadas perto da saída de ar. Isso pode ser preferível, visto que essa localização foi considerada mais eficiente para a coleta de gotículas de líquido. Isso porque o fluxo de ar no sistema de geração de aerossol pode ter uma tendência a empurrar as gotículas de líquido na direção da saída de ar. No entanto, as cavidades podem ser localizadas em outro lugar na câmara de formação de aerossol. Nas Figuras 3 e 4, duas cavidades são fornecidas, uma em cada lado da saída de ar. No entanto, qualquer número adequado de cavidades, incluindo uma única cavidade, pode ser fornecido. Por exemplo, mais de duas cavidades podem ser fornecidas e essas podem ser dispostas substancialmente em um círculo em torno, por exemplo, de forma concêntrica com, da saída de ar 125. As cavidades podem ser conectadas uma à outra. As cavidades também podem ser conectadas ao pavio capilar, por exemplo, através de uma ou mais passagens de retorno. Isso permitirá que a coleta de líquido nas cavidades seja reciclada. Outras variações são possíveis.
[00067] A Figura 5 ilustra uma vista ampliada da extremidade de bocal de um sistema de geração de aerossol alternativo de acordo com a primeira modalidade da invenção. A figura 6 é uma vista transversal ao longo da linha VI-VI da Figura 5. A figura 5 ilustra a extremidade de bocal 103 incluindo a câmara de formação de aerossol 127 e a saída de ar 125. Outros componentes não são ilustrados na Figura 5 por motivos de clareza. Na Figura 5, o fluxo de ar é ilustrado de forma esquemática pelas setas 501 e gotículas de líquido 503 são ilustradas acumulando nas paredes internas da câmara de formação de aerossol 127.
[00068] Na modalidade ilustrada nas Figuras 5 e 6, as paredes internas da câmara de formação de aerossol são fornecidas com uma única cavidade ou recesso de coleta de gotículas 505. Como observado na figura 6, a cavidade 505 está na forma de um sulco substancialmente anular cercando a saída de ar 125. Como com as cavidades 305 e 307 nas Figuras 3 e 4, a cavidade 505 é uma cavidade cega. Isso é, a cavidade 505 não se estende para fora do sistema de geração de aerossol.
[00069] A cavidade 505 age como um dispositivo de prevenção de vazamento. A cavidade 505 coleta gotículas de material condensado líquido 503 que acumularam nas paredes internas da câmara de formação de aerossol 127. A cavidade 505 é posicionada de modo a interromper a rota de fluxo para as gotículas de líquido 503 correndo na direção da saída de ar. Dessa forma, as gotículas de líquido são impedidas de vazar para fora da saída de ar do sistema de geração de aerossol.
[00070] Nas Figuras 5 e 6, a cavidade está na forma de um sulco anular circular. No entanto, a cavidade pode ter qualquer seção transversal ou formato adequado. Como nas Figuras 3 e 4, nas Figuras 5 e 6, a dimensão transversal do sistema de geração de aerossol na extremidade de saída de ar é ilustrada como W e a dimensão transversal da saída de ar propriamente dita é ilustrada como w. W e w podem ter quaisquer valores adequados como discutido acima. Por exemplo, W pode ser entre 5 mm e 30 mm e w pode ter entre 1 mm e 5 mm.
[00071] Nas Figuras 5 e 6, a cavidade 505 é ilustrada com uma largura de seção transversal anular y. A largura y é a diferença entre o raio do círculo externo formando o anel e o raio do círculo interno formando o anel. A dimensão y é preferivelmente de 0,5 mm ou 1 mm ou entre 0,5 mm e 1 mm. Esse tamanho foi considerado vantajoso visto que é grande o suficiente para coletar uma quantidade suficiente de líquido, mas pequeno o suficiente para aprisionar o líquido na cavidade por ação capilar, mesmo se o sistema de geração de aerossol for girado ou alinhado verticalmente. A dimensão y pode ser escolhida dependendo das propriedades físicas do substrato de formação de aerossol.
[00072] A cavidade também pode ter qualquer profundidade adequada d. Por exemplo, a profundidade d da cavidade pode ser de 1 mm, 2 mm, 3 mm, 4 mm, 5 mm ou mesmo tanto quanto 1 cm. A profundidade d pode ser escolhida de modo que a cavidade 505 possa coletar uma quantidade suficiente de líquido. A profundidade d pode ser escolhida dependendo das propriedades físicas do substrato de formação de aerossol líquido. A cavidade pode não ter a mesma profundidade d através de toda a seção transversal.
[00073] Nas Figuras 5 e 6, a cavidade 505 é ilustrada posicionada em uma distância transversal c a partir de fora do sistema de geração de aerossol. Isso é, a distância do círculo externo formando o anel e o exterior do sistema de geração de aerossol é c. A distância c pode ser escolhida para ter qualquer valor. De forma similar, a cavidade 505 é ilustrada posicionada uma distância transversal d da saída de ar 125 do sistema de geração de aerossol. A distância d pode ser escolhida para ter qualquer valor. Nas Figuras 5 e 6, a cavidade é simetricamente localizada em torno da saída de ar. No entanto, esse não precisa ser o caso e a cavidade anular pode, ao invés disso, ser descentralizada. Todas as dimensões podem ser escolhidas como desejado, dependendo, por exemplo, do tamanho desejado para o sistema de geração de aerossol e propriedades físicas do substrato de formação de aerossol líquido.
[00074] Nas Figuras 5 e 6, a cavidade anular é localizada perto da saída de ar. Isso pode ser preferível, visto que essa localização foi considerada mais eficiente para a coleta de gotículas de líquido. Isso porque o fluxo de ar no sistema de geração de aerossol pode ter uma tendência a empurrar as gotículas de líquido na direção da saída de ar. No entanto, a cavidade pode ser localizada em outro luar na câmara de formação de aerossol. Adicionalmente, vários sulcos concêntricos podem ser fornecidos. A cavidade também pode ser conectada ao pavio capilar, por exemplo, através de uma ou mais passagens de retorno. Isso permite a coleta de líquido nas cavidades a serem recicladas. Outras variações são possíveis.
[00075] Nas modalidades ilustradas nas Figuras 3, 4, 5 e 6, a cavidade ou cavidades podem conter material capilar. A cavidade ou cavidades podem ser substancialmente preenchidas com material capilar. O material capilar na cavidade é disposto para reter o condensado líquido coletado na cavidade. Dessa forma, a quantidade de líquido livre, isso é, líquido que está livre para fluir, é reduzida. O fornecimento de tal material capilar reduz ainda mais a probabilidade de o líquido condensado vazar do sistema de geração de aerossol. O material capilar pode se estender para fora da cavidade e conectar ao pavio capilar. Por exemplo, o material capilar pode se estender através de uma passagem de retorno. Isso permite que o líquido condensado seja reciclado.
[00076] O material capilar pode compreender qualquer material que seja adequado para reter o líquido. Exemplos de materiais adequados são uma esponja ou material de espuma, um metal espumado ou material plástico, um material fibroso, por exemplo, feito de fibras enroladas ou extrudadas, tal como acetato de celulose, poliéster, ou poliolefina unida, polietileno, fibras de terileno ou polipropileno, fibras de náilon ou cerâmica.
[00077] Dessa forma, nas modalidades ilustradas nas Figuras 3, 4, 5 e 6, o dispositivo de prevenção de vazamento é fornecido na forma de uma ou mais cavidades de coleta de líquido. A cavidade ou cavidades permitem que gotículas de líquido condensadas sejam coletadas, impedindo, assim, o vazamento a partir do sistema de geração de aerossol. Opcionalmente, o líquido coletado pode ser reciclado para o pavio capilar, reduzindo, assim, o desperdício.
[00078] A Figura 7 ilustra uma vista ampliada da extremidade de bocal de um sistema de geração de aerossol de açodo com uma segunda modalidade da invenção. A Figura 7 ilustra a extremidade de bocal 103 incluindo o cartucho 113, o pavio capilar 117, o aquecedor 119, a câmara de formação de aerossol 127 e a saída de ar 125. Outros componentes não são ilustrados na Figura 7 por motivos de clareza.
[00079] Na Figura 7, o fluxo de ar é ilustrado de forma esquemática pelas setas 701. Pode-se observar que o fluxo de ar é direcionado através do pavio circular e aquecedor em uma direção substancialmente perpendicular. Isso é, o fluxo de ar é substancialmente perpendicular ao eixo geométrico longitudinal do alojamento e o pavio capilar. Na Figura 7, uma parede interna do alojamento é fornecida com um elemento enganchado 705. O elemento enganchado 705 possui um gancho 705a em sua extremidade mais distante a partir do pavio capilar e uma parte inclinada 705b em sua extremidade mais próxima do pavio capilar. Gotículas de líquido 703 são ilustradas acumulando no interior do elemento enganchado 705 entre o pavio capilar 117 e o aquecedor 119 e a saída de ar 125. O elemento enganchado 705 age como um dispositivo de prevenção de vazamento. O elemento enganchado 705 coleta, no gancho 705a, gotículas de líquido condensado que, do contrário, seriam coletadas nas paredes internas. O gancho 705a impede que as gotículas de líquido fluam mais para baixo. O elemento enganchando 705 fornece um percurso de reciclagem na forma de parte inclinada 705b para canalizar as gotículas de líquido coletadas de volta para o pavio capilar.
[00080] Na Figura 7, o fluxo de ar é ilustrado direcionado em uma direção substancialmente perpendicular ao pavio capilar e aquecedor. No entanto, o dispositivo de prevenção de vazamento na forma de elemento enganchando 705 ainda pode ser fornecido quando o fluxo de ar não está em uma direção substancialmente perpendicular ao pavio capilar e aquecedor. O elemento enganchado é no entanto, particularmente eficiente na modalidade da Figura 7 visto que a direção de fluxo de ar significa que existe uma tendência para as gotículas de líquido condensadas formarem na região do elemento enganchado. O elemento enganchado 705 pode assumir qualquer forma adequada. Por exemplo, o elemento enganchado pode se estender em torno de toda ou parte da circunferência do sistema de geração de aerossol. O elemento enganchado pode se estender ao longo de qualquer comprimento do sistema de geração de aerossol entre o pavio capilar e o aquecedor e a saída de ar. O elemento enganchado pode ser fornecido em uma parede da câmara de formação de aerossol. Mais de um elemento enganchado pode ser fornecido.
[00081] A parte inclinada 705b do elemento enganchado não precisa ser fornecida. No entanto, a parte inclinada 705b é vantajosa visto que auxilia a transferência de gotículas de líquido de volta para o pavio capilar. A parte inclinada impede que as gotículas de líquido acumulem entre o gancho e o pavio capilar. A parte inclinada pode ter qualquer ângulo adequado e comprimento. O gancho 705a do elemento enganchado coleta as gotículas de líquido. O gancho pode ter qualquer formato adequado. O formato do gancho pode depender do tamanho das gotículas de líquido condensado esperado. Isso pode ser determinado pelas propriedades físicas do substrato de formação de aerossol líquido.
[00082] Em uma variação da modalidade ilustrada na Figura 7, o elemento enganchado 705 pode incluir material capilar em parte ou toda a sua superfície. Esse material capilar é disposto para manter a coleta de condensado líquido no elemento enganchado. Dessa forma, a quantidade de líquido livre, isso é, líquido que está livre para fluir, é reduzida. O fornecimento de tal material capilar reduz ainda mais a probabilidade de o líquido condensador vazar do sistema de geração de aerossol. O material capilar auxilia com a transferência das gotículas de líquido condensado de volta para o pavio capilar. O material capilar pode estar em contato com o pavio capilar. Isso permite que o líquido seja reciclado.
[00083] O material capilar pode compreender qualquer material ou combinação de materiais que seja adequado para reter o líquido. Exemplos de materiais adequados são uma esponja ou material de espuma, um metal espumado ou material plástico, um material fibroso, por exemplo, feito de fibras enroladas ou extrudadas, tal como acetato de celulose, poliéster, ou poliolefina unida, polietileno, fibras de terileno ou polipropileno, fibras de náilon ou cerâmica.
[00084] Dessa forma, na modalidade ilustrada na Figura 7, o dispositivo de prevenção de vazamento é fornecido na forma de um elemento enganchado. O elemento enganchado permite que gotículas de líquido sejam coletadas impedindo, assim, o vazamento do material condenado líquido do sistema de geração de aerossol. Opcionalmente, o líquido coletado pode ser reciclado de volta para o pavio capilar, reduzindo, assim, o desperdício.
[00085] A Figura 8 ilustra uma vista ampliada da extremidade do bocal de um sistema de geração de aerossol de acordo com uma terceira modalidade da invenção. A Figura 8 ilustra a extremidade de bocal 103 incluindo o cartucho 113, o pavio capilar 117, o aquecedor 119, a câmara de formação de aerossol 127 e a saída de ar 125. Outros componentes não são ilustrados na Figura 8 por motivos de clareza. Na Figura 8, o fluxo de ar é ilustrado de forma esquemática pelas setas 801.
[00086] O sistema de geração de aerossol da Figura 8 inclui adicionalmente um elemento de impacto 805 posicionado no lado a jusante do pavio capilar e aquecedor. O elemento de impacto 805 permite que gotículas de líquido 803 sejam aprisionadas no lado a montante do elemento de impacto. Na Figura 8, o elemento de impacto 805 inclui material capilar 807 no lado a montante apesar de isso não precisar ser incluído. Na Figura 8, o material capilar 807 está em contato direto com o pavio capilar 117, apesar de esse contato direto ser opcional. O contato permite que quaisquer gotículas de líquido coletadas pelo elemento de impacto 805 sejam transferidas de volta para o pavio capilar.
[00087] O elemento de impacto 805 age como um dispositivo de prevenção de vazamento. O elemento de impacto coleta as gotículas de líquido, que podem, de outra forma, ser coletadas nas paredes internas. O elemento de impacto rompe o fluxo de ar no sistema de geração de aerossol a jusante do pavio capilar e aquecedor. O elemento de impacto tende a coletar as gotículas maiores. As gotículas maiores podem ser gotículas possuindo um diâmetro maior do que cerca de 1,0 μm. Alternativamente, gotículas maiores podem ser gotículas possuindo um diâmetro superior a cerca de 1,5 μm. Isso porque as gotículas maiores possuem uma maior inércia e são, portanto, mais provavelmente coletadas no elemento de impacto. Gotículas de líquido menores tendem a ser transportadas pelo fluxo de ar desviando em torno do elemento de impacto. Mas, as gotículas de líquido maiores não podem sofrer tal desvio em torno do elemento de impacto e as gotículas maiores causam impacto no lado a montante do elemento de impacto.
[00088] Se o elemento de impacto incluir material capilar pelo menos em seu lado a montante, as gotículas de líquido podem ser mais prontamente retidas. Dessa forma, a quantidade de líquido livre, isso é, líquido que está livre para fluir, é reduzida. O fornecimento de tal material capilar reduz adicionalmente a probabilidade de o líquido vazar do sistema de geração de aerossol. Se o material capilar estiver em contato com o pavio capilar, isso permite que as gotículas de líquido coletadas sejam transferidas de volta para o pavio capilar. Isso permite que o líquido seja reciclado.
[00089] O elemento de impacto 805 pode assumir qualquer forma adequada. Por exemplo, o elemento de impacto pode ter qualquer formato transversal e tamanho adequados. A superfície a montante do elemento de impacto, onde o material capilar pode ser localizado, pode ter qualquer formato e tamanho adequado. O tamanho da superfície a montante do elemento de impacto afetará o tamanho das gotículas de líquido que são coletadas. Uma área de superfície a montante pequena permitirá que apenas as gotículas maiores sejam coletadas. Uma área de superfície a montante maior permitirá que gotículas menores sejam coletadas também. Dessa forma, o tamanho da superfície a montante pode ser escolhido dependendo das propriedades de aerossol desejadas e das propriedades físicas do substrato de formação de aerossol líquido.
[00090] Se o elemento de impacto for fornecido com material capilar em contato com o pavio capilar, o elemento de impacto pode ser posicionado em qualquer distância adequada do aquecedor. A distância do aquecedor afetará o tamanho das gotículas que são coletadas no elemento de impacto. Se o elemento de impacto não for fornecido com o material capilar em contato com o pavio capilar, o elemento de impacto pode ser posicionado em qualquer distância adequada do pavio capilar e aquecedor. Preferivelmente, o elemento de impacto é suportado na câmara de formação de aerossol por uma ou mais vigas (não ilustradas na Figura 8).
[00091] Na Figura 8, o material capilar é ilustrado na superfície a montante do elemento de impacto 805. O material capilar pode ser fornecido em toda ou parte da superfície a montante. O material capilar pode ser adicionalmente ou alternativamente fornecido em outras superfícies do elemento de impacto. O material capilar pode compreender qualquer material ou combinação de materiais que seja adequado para retenção do líquido. Exemplos de materiais adequados são uma esponja ou material de espuma, um metal espumado ou material plástico, um material fibroso, por exemplo, feito de fibras enroladas ou extrudadas, tal como acetato de celulose, poliéster, ou poliolefina unida, polietileno, fibras de terileno ou polipropileno, fibras de náilon ou cerâmica.
[00092] Dessa forma, na modalidade ilustrada na Figura 8, o dispositivo de prevenção de vazamento é fornecido na forma de um elemento de impacto. O elemento de impacto interrompe o fluxo de ar permitindo, assim, que as gotículas de líquido sejam coletadas. Isso impede ou pelo menos reduz o vazamento do sistema de geração de aerossol. Opcionalmente, o líquido coletado pode ser reciclado de volta para o pavio capilar, reduzindo, assim, o desperdício.
[00093] A Figura 9 ilustra uma vista ampliada da extremidade de bocal de um sistema de geração de aerossol de acordo com uma quarta modalidade da invenção. A Figura 9 ilustra a extremidade de bocal 103 incluindo o cartucho 113, o pavio capilar 117, o aquecedor 1198, a câmara de formação de aerossol 127 e a saída de ar 125. Na Figura 9, a câmara de formação de aerossol 127 compreende paredes 127a e saída 127b. Outros componentes não são ilustrados na Figura 9 por motivos de clareza. Na Figura 9, o fluxo de ar é ilustrado de forma esquemática pelas setas 901.
[00094] O sistema de geração de aerossol da Figura 9 inclui adicionalmente um elemento de encerramento 905. Nessa modalidade, o elemento de encerramento compreende uma placa de encerramento 905a suportada em um eixo 905b. A placa de encerramento 905a é substancialmente perpendicular ao eixo geométrico longitudinal do sistema. O eixo 905b é substancialmente paralelo ao eixo geométrico longitudinal do sistema. O eixo 906b é suportado dentro do sistema de geração de aerossol por uma ou mais vigas 905c. Na Figura 9, o elemento de encerramento 905 é ilustrado na posição aberta. Como ilustrado pela seta 907, o elemento de encerramento pode ser movido na direção da câmara de formação de aerossol para uma posição fechada.
[00095] O elemento de encerramento 905 age como um dispositivo de prevenção de vazamento. Quando o sistema de geração de aerossol está em uso, o elemento de encerramento 905 está na posição aberta (como ilustrado na Figura 9). Uma rota de fluxo de ar é fornecida entre a entrada de ar e a saída de ar através da câmara de formação de aerossol. O ar flui através da saída de câmara de formação de aerossol 127b e desvia em torno da placa de encerramento 905a como ilustrado pelas setas 901. Quando o sistema de geração de aerossol não está em uso, o elemento de encerramento 905 pode ser movido para a posição fechada (não ilustrada). Na posição fechada, a placa de encerramento 905a se apoia nas paredes 127a da câmara de formação de aerossol, vedando, assim, a câmara de formação de aerossol. Quaisquer gotículas de líquido condensando nas paredes internas da câmara de formação de aerossol são incapazes de vedar para fora do sistema de geração de aerossol visto que a saída 127b está vedada. Isso é particularmente útil, visto que o sistema de geração de aerossol resfriará depois do uso e qualquer aerossol restante na câmara de formação de aerossol começará a condensar em gotículas de líquido.
[00096] O elemento de encerramento 905 pode ser manualmente operado por um usuário. Por exemplo, o eixo 905b pode ser enroscado e pode cooperar com uma porca enroscada (não ilustrada). À medida que o usuário gira o elemento de encerramento em uma direção, o elemento de encerramento moverá na direção da câmara de formação de aerossol e para dentro da posição fechara. À medida que o usuário gira o elemento de encerramento na direção oposta, o elemento de encerramento moverá para longe da câmara de formação de aerossol e para dentro da posição aberta. Dessa forma, o usuário pode configurar elemento de encerramento para a posição aberta antes de utilizar o sistema de geração de aerossol e pode configurar o elemento de encerramento para a posição fechada depois do uso.
[00097] Alternativamente, o elemento de encerramento 905 pode ser eletricamente operado. Novamente, o eixo 905b pode ser enroscado e pode cooperar com uma porca enroscada (não ilustrada). Por exemplo, quando o usuário está prestes a utilizar o sistema de geração de aerossol, o usuário pode mover um comutador (não ilustrado) para a posição "ligada". Então, o conjunto de circuito elétrico pode ativar um acionador, por exemplo, um motor ou um acionador eletromagnético, para mover o elemento de encerramento 905 para a posição aberta. Então, depois do uso, o usuário pode mover o comutador (não ilustrado) para uma posição "desligada". Então, o conjunto de circuito elétrico pode ativar o motor para mover o elemento de encerramento para a posição fechada. Alternativamente, o conjunto de circuito elétrico pode ativar automaticamente o motor para mover o elemento de encerramento para a posição fechada. Por exemplo, o conjunto de circuito elétrico pode ser disposto para monitorar o tempo desde o último trago. Se esse momento alcançar um limite pré- determinado, isso indicará que o usuário terminou de utilizar o sistema de geração de aerossol. Então, o conjunto de circuito elétrico pode ativar o motor para mover o elemento de encerramento para dentro da posição fechada.
[00098] O elemento de encerramento pode assumir qualquer forma adequada. Por exemplo, a placa de encerramento pode ter qualquer área de superfície adequada desde que possa vedar substancialmente a saída da câmara de formação de aerossol. Como já mencionado, o eixo 905b pode ser enroscado e pode cooperar com uma porca enroscada. Dispositivos alternativos para mover o elemento de encerramento entre as posições fechada e aberta podem ser fornecidos.
[00099] A posição do elemento de encerramento na posição aberta (como ilustrado na Figura 9) significa que a placa de encerramento 905a pode agir como um elemento de impacto como o ilustrado na Figura 8. Isso dependerá da distância da polaca de encerramento 905a do pavio capilar e aquecedor quando o elemento de encerramento está na posição aberta. Dessa forma, o elemento de encerramento 905 pode ter uma funcionalidade dupla. A placa de encerramento 905a pode ser fornecida com material capilar em parte ou toda sua superfície a montante. Isso permitirá que quaisquer gotículas de líquido que sejam coletadas pela placa de encerramento 905a sejam retidas e minimizará a quantidade de líquido livre. O material capilar pode fornecer um percurso de retorno para as gotículas de líquido coletadas. Por exemplo, quando o elemento de encerramento está na posição fechada, o material capilar na placa 905a pode entrar em contato com o material capilar no interior das paredes 172a da câmara de formação de aerossol, permitindo, assim, que o líquido seja canalizado de volta para o pavio capilar. O material capilar pode compreender qualquer material ou combinação de materiais que seja adequado para reter o líquido. Exemplos de materiais adequados são uma esponja ou material de espuma, um metal espumado ou material plástico, um material fibroso, por exemplo, feito de fibras enroladas ou extrudadas, tal como acetato de celulose, poliéster, ou poliolefina unidade, polietileno, fibras de terileno ou polipropileno, fibras de náilon ou cerâmica.
[000100] Dessa forma, na modalidade ilustrada na Figura 9, o dispositivo de prevenção de vazamento é fornecido na forma de um elemento de encerramento. O elemento de encerramento permite que a câmara de formação de aerossol seja substancialmente vedado quando o sistema de geração de aerossol não está em uso. Isso impede que as gotículas de líquido vazem para fora do sistema de geração de aerossol. Opcionalmente, qualquer líquido que colete no elemento de encerramento pode ser reciclado de volta para o pavio capilar, reduzindo, assim, o desperdício.
[000101] Nas modalidades acima, o material capilar pode ser fornecido em conjunto com o dispositivo de prevenção de vazamento. No entanto, o material capilar pode, de fato, ser fornecido sozinho para agir como um dispositivo de prevenção de vazamento em seu próprio direito. O material capilar pode compreender qualquer material ou combinação de materiais que é adequado pare ter o líquido. Exemplos de materiais adequados são uma esponja ou um material de espuma, um metal espumado ou material plástico, um material fibroso, por exemplo, feito de fibras enroladas ou extrudadas, tal como acetato de celulose, poliéster, ou poliolefina unida, polietileno, fibras de terileno ou polipropileno, fibras de náilon ou cerâmica.
[000102] Dessa forma, de acordo com a invenção, o sistema de geração de aerossol inclui dispositivo de prevenção de vazamento para impedir ou reduzir o vazamento do líquido condensado do sistema de geração de aerossol. As modalidades do dispositivo de prevenção de vazamento foram descritas com referência às Figuras 2 a 9. As características descritas com relação a uma modalidade também podem ser aplicáveis à outra modalidade. Por exemplo, o sistema de geração de aerossol pode ser fornecido com um dispositivo de prevenção de vazamento de acordo com uma modalidade além de um dispositivo de prevenção de vazamento de acordo com outra modalidade.

Claims (12)

1. Sistema de geração de aerossol (100) para aquecer um substrato de formação de aerossol líquido (115), o sistema caracterizado pelo fato de que compreende: uma câmara de formação de aerossol (127); e, um dispositivo de prevenção de vazamento configurado para impedir ou reduzir o vazamento do material condensado de aerossol líquido (303) a partir do sistema de geração de aerossol (100); em que o dispositivo de prevenção de vazamento compreende pelo menos uma cavidade (305, 307) em uma parede na câmara de formação de aerossol (127), para coletar material condensado líquido (303) formado a partir do substrato de formação de aerossol e a, ou cada, cavidade (305, 307) possui uma dimensão transversal x, onde x tem 0,5 mm ou 1 mm ou está entre 0,5 mm e 1 mm.
2. Sistema de geração de aerossol (100), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de prevenção de vazamento compreende pelo menos uma cavidade adicional em uma parede da câmara de formação de aerossol (127), para coletar o material condensado líquido formado a partir do substrato de formação de aerossol (115).
3. Sistema de geração de aerossol (100), de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que a pelo menos uma cavidade contém material capilar.
4. Sistema de geração de aerossol (100), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de prevenção de vazamento compreende pelo menos um elemento enganchado (705) para coletar gotículas de material condensado líquido formado no substrato de formação de aerossol (115).
5. Sistema de geração de aerossol (100), de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o pelo menos um elemento enganchado (705) compreende um percurso de reciclagem (705b) para reciclar as gotículas coletadas do material condensado líquido formado a partir do substrato de formação de aerossol (115).
6. Sistema de geração de aerossol (100), de acordo com a reivindicação 4 ou 5, caracterizado pelo fato de que o pelo menos um elemento enganchado (705) inclui material capilar.
7. Sistema de geração de aerossol (100), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de prevenção de vazamento compreende um elemento de impacto (805) para interromper o fluxo de ar na câmara de formação de aerossol (127) de modo a coletar gotículas de líquido sendo formadas a partir do substrato de formação de aerossol (115).
8. Sistema de geração de aerossol (100), de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o elemento de impacto (805) inclui material capilar (807).
9. Sistema de geração de aerossol (100), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de prevenção de vazamento compreende um elemento de encerramento (905) para vedar substancialmente a câmara de formação de aerossol (127) quando o sistema de geração de aerossol não está em uso.
10. Sistema de geração de aerossol (100), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente uma parte de armazenamento de líquido (113) para armazenar o substrato de formação de aerossol de líquido (115).
11. Sistema de geração de aerossol (100), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente um pavio capilar (117) para transportar o substrato de formação de aerossol líquido (115) pela ação capilar.
12. Sistema de geração de aerossol (100), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado pelo fato de que o sistema de geração de aerossol é eletricamente operado e compreende adicionalmente um aquecedor elétrico (119) para aquecer o substrato de formação de aerossol líquido (115).
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