BR112013013298B1 - Metodo para controle de pelo menos um elemento de aquecimento eletrico, sistema de geraqao de aerossol eletricamente aquecido e circuito eletrico para um sistema de geraqao de aerossol eletricamente aquecido - Google Patents

Abstract

sistema de geração de aerossol eletricamente aquecido tendo controle de aquecedor aperfeiçoado. a presente invenção refere-se a um método para controlar pelo menos um elemento de aquecimento elétrico de um sistema de geração de aerossol eletricamente aquecido para aquecimento de um substrato de formação de aerossol. o sistema de geração de aerossol eletricamente aquecido tem um sensor para detectar fluxo de ar indicativo de um usuário dando um sopro tendo uma duração do fluxo de ar. o método compreende as etapas de: aumentar a energia de aquecimento para o pelo menos um elemento de aquecimento de zero a energia p1 quando o sensor detecta que a taxa de fluxo de ar aumentou a um primeiro limite, manutenção da energia de aquecimento a uma anergia p1 por pelo menos alguma de duração do fluxo de ar, e diminuindo a energia de aquecimento para o pelo menos um elemento de aquecimento da energia p1 a zero quando o sensor detecta que a taxa de fluxo de ar diminui a um segundo limite.

Description

[0001] A presente invenção refere-se a um método para controle de pelo menos um elemento de aquecimento elétrico de um sistema de geração de aerossol eletricamente aquecido. A presente invenção se relaciona adicionalmente a um sistema de geração de aerossol eletricamente aquecido. A presente invenção encontra aplicação particular como um método para controlar pelo menos um elemento de aquecimento elétrico de um sistema fumegante eletricamente aquecido, e como um sistema fumegante eletricamente aquecido.

[0002] WO-A-2009/132793 revela um sistema fumegante eletricamente aquecido. Um líquido é armazenado em uma porção de armazenagem de líquido, e uma mecha capilar tem uma primeira extremidade que se prolonga na porção de armazenagem de líquido para contato com o líquido nesta, e uma segunda extremidade que se prolonga para fora da porção de armazenagem de líquido. Um elemento de aquecimento aquece a segunda extremidade da mecha capilar. O elemento de aquecimento é na forma de um elemento de aquecimento elétrico espiralmente enrolado em conexão elétrica com um suprimento de energia, e circundando a segunda extremidade da mecha 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 aspirado no sistema fumegante eletricamente aquecido sobre a mecha capilar e elemento de aquecimento e subsequentemente na boca do usuário.

[0003] É um objetivo da invenção proporcionar um método aperfeiçoado de controlar o elemento de aquecimento elétrico de tal sistema de geração de aerossol eletricamente aquecido.

[0004] De acordo com um primeiro aspecto da invenção, é proporcionado um método para controle de pelo menos um elemento de aquecimento elétrico de um sistema de geração de aerossol eletricamente aquecido, para aquecimento de um substrato de formação de aerossol, o sistema tendo um sensor para detectar fluxo de ar indicativo de um usuário dando um sopro tendo uma duração do fluxo de ar, o método compreendendo as etapas de: aumentar a energia de aquecimento para o pelo menos um elemento de aquecimento de zero a uma energia p1 quando o sensor detecta que a taxa de fluxo de ar aumentou a um primeiro limite; manter a energia de aquecimento a energia p1 por pelo menos alguma da duração do fluxo de ar; e diminuir a energia de aquecimento para o pelo menos um elemento de aquecimento de energia p1 a zero quando o sensor detecta que a taxa de fluxo de ar diminuiu a um segundo limite.

[0005] O pelo menos um elemento de aquecimento elétrico é disposto para aquecer o substrato de formação de aerossol para formar o aerossol. O sistema de geração de aerossol eletricamente aquecido pode incluir o substrato de formação de aerossol, ou pode ser adaptado para receber o substrato de formação de aerossol. Conforme conhecido àqueles técnicos no assunto, um aerossol é uma suspensão de partículas sólidas ou gotículas líquidas em um gás, tal como ar. Pelo controle da energia de aquecimento suprida ao pelo menos um elemento de aquecimento, o uso da energia pode ser otimizado. A energia de aquecimento pode ser proporcionada ao perfil de sopro particular de modo que as propriedades de aerossol desejadas, por exemplo, concentração do aerossol ou tamanho de partícula, podem ser alcançadas. O superaquecimento ou subaquecimento podem ser evitados, particularmente em direção ao início ou final do sopro. A diminuição da energia em direção ao final do sopro afeta o resfriamento do elemento de aquecimento e, consequentemente, a temperatura do elemento de aquecimento e sua vizinhança. Isto, por sua vez, afeta quanto mais condensação é capaz de se formar no sistema, que pode afetar o vazamento de líquido.

[0006] Preferivelmente, o sistema de geração de aerossol eletricamente aquecido compreende um suprimento de energia para suprimento de energia ao pelo menos um elemento de aquecimento elétrico. Preferivelmente, o sistema de geração de aerossol eletricamente aquecido compreende circuito elétrico para controle do suprimento de energia a partir do suprimento de energia ao pelo menos um elemento de aquecimento elétrico. Preferivelmente, o circuito elétrico compreende o sensor.

[0007] Preferivelmente, o circuito elétrico é disposto para realizar as etapas do método do primeiro aspecto da invenção. O circuito elétrico pode ser ligado por hardware para realizar as etapas de método do primeiro aspecto da invenção. Mais preferivelmente, contudo, o circuito elétrico é programável para realizar as etapas de método do primeiro aspecto da invenção.

[0008] O sensor pode ser qualquer sensor que pode detectar fluxo de ar indicativo de um usuário dando um sopro. O sensor pode ser um dispositivo eletromecânico. Alternativamente, o sensor pode ser qualquer de: um dispositivo mecânico, um dispositivo ótico, um dispositivo opto-mecânico, sensor baseado em sistemas micro eletro mecânicos (MEMS), e um sensor acústico.

[0009] Tipicamente, a taxa de fluxo de ar (que pode também ser conhecida como taxa de fluxo de sopro), durante a duração do fluxo de ar (que pode ser a mesma conforme a duração do sopro), aumenta de zero ao primeiro limite a um máximo, e, em seguida, diminui a partir do máximo ao segundo limite, e, em seguida, a zero. A taxa de fluxo de ar pode formar uma distribuição Gaussiana ou normal (também conhecida como uma curva em forma de sino). Mais usualmente, contudo, a taxa de fluxo de ar pode formar uma distribuição Gaussiana não perfeita. A duração do fluxo de ar pode ser definida em um número de modos. Por exemplo, a duração do fluxo de ar pode ser definida como o período de tempo durante o qual a taxa de fluxo de ar é não zero. Alternativamente, a duração do fluxo de ar pode ser definida como o período de tempo durante o qual a taxa de fluxo de ar é maior do que um nível pré-definido. Preferivelmente, a energia p1 é predefinida. A energia p1 pode depender de um número de fatores incluindo, mas não limitado a, a forma do elemento de aquecimento elétrico, o tipo de aerossol que forma o substrato, a quantidade de aerossol desejada para ser formada, e o tamanho de partícula requerido para o aerossol.

[00010] Em uma concretização, o primeiro limite da taxa de fluxo de ar é igual ao segundo limite da taxa de fluxo de ar. Esta concretização é vantajosa, porque a operação do método é relativamente simples.

[00011] Em outra concretização, o primeiro limite da taxa de fluxo de ar é menor do que o segundo limite da taxa de fluxo de ar. Esta concretização é vantajosa porque ela pode contribuir para evitar superaquecimento em direção ao final do sopro que, por sua vez, afeta a formação de condensação. Devido ao segundo limite da taxa de fluxo de ar, no qual a energia de aquecimento é diminuída, ser maior do que o primeiro limite da taxa de fluxo de ar, no qual a energia de aquecimento é aumentada, a energia de aquecimento suprida ao pelo menos um elemento de aquecimento é diminuída anteriormente no sopro. Isto evita o superaquecimento em direção ao final da duração do fluxo de ar.

[00012] Uma etapa de aumentar a energia de aquecimento para o pelo menos um elemento de aquecimento de zero a energia p1 pode compreender aumentar uma energia de aquecimento de zero a energia p1 substancialmente instantaneamente. Isto é, a energia pode ser aumentada de zero a energia p1 sobre um período de tempo que é substancialmente igual a zero. Em um gráfico de energia de aquecimento no eixo vertical versus tempo no eixo horizontal, isto seria representado por uma linha vertical, ou substancial mente vertical, de energia zero a energia p1.

[00013] Alternativamente, uma etapa de aumentar uma energia de aquecimento para o pelo menos um elemento de aquecimento de energia zero a energia p1 pode compreender aumentar uma energia de aquecimento de zero a energia p1 sobre um período de tempo não igual a zero. Isto é, a energia pode ser aumentada de energia zero a energia p1 gradualmente sobre um período de tempo selecionado. Quanto mais longo o período de tempo selecionado, mais gradual a energia aumenta. Em um gráfico de energia de aquecimento no eixo vertical versus tempo no eixo horizontal, isto seria representado por uma inclinação com um gradiente positivo de energia zero a energia p1. O gradiente da inclinação pode ser constante ou não constante.

[00014] Uma etapa de diminuição da energia de aquecimento para o pelo menos um elemento de aquecimento da energia p1 a energia zero pode compreender diminuir a energia de aquecimento de energia p1 a zero substancial mente instantaneamente. Isto é, a energia pode ser diminuída de energia p1 a zero sobre um período de tempo que é substancialmente igual a zero. Em um gráfico de energia de aquecimento no eixo vertical versus tempo no eixo horizontal, isto seria representado por uma linha vertical, ou substancial mente vertical, de energia p1 a energia zero.

[00015] Alternativamente, a etapa de diminuir a energia de aquecimento para o pelo menos um elemento de aquecimento de energia p1 a zero pode compreender diminuir a energia de aquecimento da energia p1 a zero gradualmente. Isto é, a energia pode ser diminuída por um período de tempo não igual a zero. Isto é, a energia pode ser diminuída da energia p1 a zero gradualmente sobre um período de tempo selecionado. Quanto mais longo o período de tempo selecionado, mais gradual a energia diminui. Em um gráfico de energia de aquecimento no eixo vertical versus tempo no eixo horizontal, isto seria representado por uma inclinação com um gradiente negativo de energia p1 a energia zero. O gradiente da inclinação pode ser constante ou não constante.

[00016] Em uma concretização, o método compreende adicionalmente, após a etapa de aumentar a energia de aquecimento para o pelo menos um elemento de aquecimento de zero a energia p1, a etapa de: aumentar a energia de aquecimento para o pelo menos um elemento de aquecimento da energia p1 a energia p2, maior do que energia p1.

[00017] Isto é, no começo da duração do fluxo de ar, a energia de aquecimento é p2, maior do que p1. Isto proporciona um acúmulo de energia elétrica no começo do sopro. Preferivelmente, após o acúmulo inicial de energia elétrica, tendo uma energia máxima p2, a energia diminui a energia p1 e, para o restante da duração do fluxo de ar, a energia de aquecimento é mantida na energia p1. Tal superaquecimento em direção ao início da duração do fluxo de ar resulta na geração de aerossol começando mais cedo. Isto pode proporcionar melhor reatividade para o usuário. Isto pode também diminuir o tamanho de partícula do aerossol, ou concentração de aerossol no início do sopro. Preferivelmente, a energia p2 é predefinida. A energia p2 pode depender de um número de fatores incluindo, mas não limitado a, a forma do elemento de aquecimento elétrico, o tipo de aerossol que forma o substrato, a quantidade de aerossol desejada para ser formada, e o tamanho de partícula requerido para o aerossol.

[00018] Uma etapa de manutenção da energia de aquecimento a uma energia p1 para pelo menos alguma da duração do fluxo de ar pode compreender suprimento de pulsos de corrente elétrica ao pelo menos um elemento de aquecimento a uma primeira frequência f1 e um primeiro ciclo de serviço. A primeira frequência f 1, o primeiro ciclo de serviço, ou ambos a primeira frequência f1 e o primeiro ciclo de serviço, podem ser selecionados apropriadamente de modo a manter a energia de aquecimento no nível desejado. Os pulsos de corrente podem ter qualquer corrente máxima adequada.

[00019] Uma etapa de diminuição da energia de aquecimento da energia p1 a zero gradualmente pode compreender suprimento de pulsos de corrente elétrica ao pelo menos um elemento de aquecimento a uma segunda frequência f2 e um segundo ciclo de serviço. A segunda frequência f2, o segundo ciclo de serviço, ou ambos a segunda frequência f2 e o segundo ciclo de serviço, podem ser selecionados apropriadamente de modo a diminuir a energia de aquecimento apropriadamente. A segunda frequência f2 pode ser mais baixa do que a primeira frequência f1. Alternativamente, a primeira frequência f1 e a segunda frequência f2 podem ser iguais. O segundo ciclo de serviço pode ser mais baixo do que o primeiro ciclo de serviço. Alternativamente, o primeiro ciclo de serviço e o segundo ciclo de serviço podem ser iguais.

[00020] Uma etapa de aumentar a energia de aquecimento para o pelo menos um elemento de aquecimento da energia p1 a energia p2, maior do que energia p1 pode compreender suprimento de pulsos de corrente elétrica ao pelo menos um elemento de aquecimento a uma terceira frequência f3 e um terceiro ciclo de serviço. A terceira frequência f3, o terceiro ciclo de serviço, ou ambos a terceira frequência f3 e o terceiro ciclo de serviço, podem ser selecionados apropriadamente de modo a aumentar a energia de aquecimento a energia p2. A terceira frequência f3 pode ser mais alta do que ambas a primeira frequência f1 e a segunda frequência f2. A terceira frequência pode ser igual a uma ou ambas da primeira frequência f1, e à segunda frequência f2. O terceiro ciclo de serviço pode ser mais baixo do que o segundo ciclo de serviço. O terceiro ciclo de serviço pode ser igual ao um ou ambos do primeiro ciclo de serviço e do segundo ciclo de serviço.

[00021] De acordo com um segundo aspecto da invenção, é proporcionado um sistema de geração de aerossol eletricamente aquecido para aquecimento de um substrato de formação de aerossol, o sistema compreendendo: pelo menos um elemento de aquecimento elétrico para aquecimento do substrato de formação de aerossol para formar o aerossol; um suprimento de energia para suprimento de energia ao pelo menos um elemento de aquecimento elétrico; e circuito elétrico para controle de suprimento de energia a partir do suprimento de energia ao pelo menos um elemento de aquecimento elétrico, o circuito elétrico incluindo um sensor para detectar fluxo de ar indicativo de um usuário dando um sopro tendo uma duração do fluxo de ar; no qual o circuito elétrico é disposto para aumentar a energia de aquecimento para o pelo menos um elemento de aquecimento de zero a uma energia p1 quando o sensor detecta que a taxa de fluxo de ar aumentou a um primeiro limite; manter a energia de aquecimento a energia p1 para pelo menos alguma da duração do fluxo de ar; e diminuir a energia de aquecimento para pelo menos um elemento de aquecimento da energia p1 a zero quando o sensor detecta que a taxa de fluxo de ar diminuiu a um segundo limite.

[00022] Em uma concretização, o substrato de formação de aerossol é um substrato líquido, e o sistema de geração de aerossol eletricamente aquecido compreende adicionalmente a mecha capilar para transportar o substrato líquido ao pelo menos um elemento de aquecimento elétrico. Conforme será discutido adicionalmente abaixo, o elemento de aquecimento, em combinação com a mecha capilar, pode proporcionar uma resposta rápida e, portanto, controle aperfeiçoado do perfil de aquecimento.

[00023] De acordo com um terceiro aspecto da invenção, é proporcionado circuito elétrico para um sistema de geração de aerossol eletricamente aquecido, o circuito elétrico sendo disposto para realizar o método do primeiro aspecto da invenção.

[00024] Preferivelmente, o circuito elétrico é programável para realizar o método do primeiro aspecto da invenção. Alternativamente, o circuito elétrico pode ser ligado por hardware para realizar o método do primeiro aspecto da invenção.

[00025] De acordo com um quarto aspecto da invenção, é proporcionado um programa de computador que, quando operado no circuito elétrico programável para um sistema de geração de aerossol eletricamente aquecido, faz com que o circuito elétrico programável realize o método do primeiro aspecto da invenção.

[00026] De acordo com um quinto aspecto da invenção, é proporcionado um meio de armazenagem legível por computador tendo armazenado neste um programa de computador de acordo com o quarto aspecto da invenção.

[00027] O pelo menos um elemento de aquecimento elétrico pode compreender um elemento de aquecimento único. Alternativamente, o pelo menos um elemento de aquecimento elétrico pode compreender mais do que 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 apropriadamente de modo a aquecer mais efetivamente o substrato de formação de aerossol.

[00028] O pelo menos um elemento de aquecimento elétrico preferivelmente compreende um material eletricamente resistivo. Materiais eletricamente resistivos adequados incluem, mas não são limitados a: semicondutores, tais como cerâmicas dopadas, cerâmicas eletricamente "condutivas" (tais como, por exemplo, disiliceto de molibdênio), carbono, grafite, metais, ligas de metal e materiais compostos produzidos de um material cerâmico e um material metálico. Tais materiais compostos podem compreender cerâmicas dopadas ou não dopadas. Exemplos de cerâmicas dopadas adequadas incluem carbetos de silício dopados. Exemplos de metais adequados incluem titânio, zircônio, tântalo, e metais a partir do grupo da platina. Exemplos de ligas de metal adequadas incluem aço inoxidável, Constantan, ligas contendo níquel, cobalto, cromo, alumínio-titânio, zircônio, háfnio, nióbio, molibdênio, tântalo, tungsténio, estanho, gálio, manganês e ferro, e superligas à base de níquel, ferro, cobalto, aço inoxidável, Timetal®, ligas à base de ferro-alumínio, e ligas à base de ferro- manganês-alumínio. Timetal® é uma marca registrada de Titanium Metals Corporation, 1999 Broadway Suite 4300, Denver Colorado. Nos materiais compostos, o material eletricamente resistivo pode, opcionalmente, ser embutido em, encapsulado ou revestido com, um material de isolamento, ou vice-versa, dependendo das cinéticas de transferência de energia e as propriedades físico-químicas externas requeridas. O elemento de aquecimento pode compreender uma folha gravada metálica isolada entre duas camadas de um material inerte. Neste caso, o material inerte pode compreender Kapton®, toda poli- imida, ou folha de mica. Kapton® é uma marca registrada de E.l. du Pont de Nemours and Company, 1007 Market Street, Wilmington, Delaware 19898, Estados Unidos da América.

[00029] Alternativamente, o pelo menos um elemento de aquecimento elétrico pode compreender um elemento de aquecimento de infravermelho, uma fonte fotônica, ou um elemento de aquecimento indutivo.

[00030] O pelo menos um elemento de aquecimento elétrico pode tomar qualquer forma adequada. Por exemplo, o pelo menos um elemento de aquecimento elétrico pode tomar a forma de uma lâmina de aquecimento. Alternativamente, o pelo menos um elemento de aquecimento elétrico pode tomar a forma de um invólucro ou substrato tendo porções eletrocondutivas diferentes, ou um tubo metálico eletricamente resistivo. Se o substrato de formação de aerossol é um líquido provido no interior de um recipiente, o recipiente pode incorporar um elemento de aquecimento disponível. Alternativamente, uma ou mais agulhas ou hastes de aquecimento, que operam através do centro do substrato de formação de aerossol, podem também ser adequados. Alternativamente, o pelo menos um elemento de aquecimento elétrico pode ser um aquecedor de disco (terminal), ou uma combinação de um aquecedor de disco com agulhas ou hastes de aquecimento. Alternativamente, o pelo menos um elemento de aquecimento elétrico pode compreender uma chapa flexível de material disposta para circundar, ou parcialmente circundar, o substrato de formação de aerossol. Outras alternativas incluem um filamento ou fio de aquecimento, por exemplo, um Ni-Cr, platina, tungsténio, ou fio de liga, ou uma placa de aquecimento. Opcionalmente, o elemento de aquecimento pode ser depositado dentro ou em um material transportador rígido.

[00031] 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 calor e, subsequentemente, liberar calor com o tempo ao substrato de formação de aerossol. O depósito de calor pode ser formado de qualquer material adequado, tal como um metal adequado ou material cerâmico. Preferivelmente, o material tem uma alta capacidade de calor (material de armazenagem sensível ao calor), ou é um material capaz de absorver e, subsequentemente, liberar calor, via um processo reversível, tal como uma mudança de fase de alta temperatura. Materiais de armazenagem sensíveis ao calor adequados incluem sílica gel, alumina, carbono, esteira 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, via uma mudança de fase reversível, incluem parafina, acetato de sódio, naftaleno, cera, óxido de polietileno, um metal, sal de metal, uma mistura de sais eutéticos, ou uma liga.

[00032] O depósito de calor ou reservatório de calor pode ser disposto tal que ele está diretamente em contato com o substrato de formação de aerossol, e pode transferir o calor armazenado diretamente ao substrato. Alternativamente, o calor armazenado no depósito de calor, ou ao reservatório de calor, pode ser transferido ao substrato de formação de aerossol por meio de um condutor de calor, tal como um tubo metálico.

[00033] 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, ou o transportador no qual o substrato é depositado. Alternativamente, o calor a partir do elemento de aquecimento pode ser conduzido ao substrato por meio de um elemento condutivo de calor.

[00034] Alternativamente, o pelo menos um elemento de aquecimento pode transferir calor ao ar ambiente entrante que é aspirado através do sistema de geração de aerossol eletricamente aquecido durante uso, que, por sua vez, aquece o substrato de formação de aerossol por convecção. O ar ambiente pode ser aquecido antes da passagem através do substrato de formação de aerossol. Alternativamente, se o substrato de formação de aerossol é um substrato líquido, o ar ambiente pode ser primeiro aspirado através do substrato e, em seguida, aquecido.

[00035] O substrato de formação de aerossol pode ser um substrato de formação de aerossol sólido. O substrato de formação de aerossol preferivelmente compreende compostos aromatizantes de tabaco voláteis contendo material contendo tabaco que são liberados a partir do substrato após aquecimento. O substrato de formação de aerossol pode compreender material sem tabaco. O substrato de formação de aerossol pode compreender material contendo tabaco e material não contendo tabaco. Preferivelmente, o substrato de formação de aerossol compreende adicionalmente um formador de aerossol. Exemplos de formadores de aerossol adequados são glicerina e propileno glicol.

[00036] Alternativamente, o substrato de formação de aerossol pode ser um substrato de formação de aerossol líquido. Em uma concretização, o sistema de geração de aerossol eletricamente aquecido compreende adicionalmente uma porção de armazenagem de líquido. Preferivelmente, o substrato de formação de aerossol líquido é armazenado na porção de armazenagem de líquido. Em uma concretização, o sistema de geração de aerossol eletricamente aquecido compreende adicionalmente uma mecha capilar em comunicação com a porção de armazenagem de líquido. É também possível para uma mecha capilar reter líquido a ser provido sem uma porção de armazenagem de líquido. Nesta concretização, a mecha capilar pode ser pré-carregado com líquido.

[00037] Preferivelmente, a mecha capilar é disposta para estar em contato com líquido na porção de armazenagem de líquido. Neste caso, em uso, líquido é transferido a partir da porção de armazenagem de líquido em direção a pelo menos um elemento de aquecimento elétrico por ação capilar na mecha capilar. Em uma concretização, a mecha capilar tem uma primeira extremidade e uma segunda extremidade, a primeira extremidade estendendo-se na porção de armazenagem de líquido para contato com líquido desta e o pelo menos um elemento de aquecimento elétrico sendo disposto para aquecer líquido na segunda extremidade. Quando o elemento de aquecimento é ativado, o líquido na segunda extremidade da mecha capilar é vaporizado pelo aquecedor para formar o vapor supersaturado. O vapor supersaturado é misturado com e transportado no fluxo de ar. Durante o fluxo, o vapor condensa para formar o aerossol, e o aerossol é transportado em direção à boca de um usuário. O elemento de aquecimento, em combinação com a mecha capilar, pode proporcionar uma rápida resposta, porque aquele arranjo pode proporcionar alta área superficial de líquido ao elemento de aquecimento. O controle do elemento de aquecimento, de acordo com a invenção, pode, portanto, depender da estrutura do arranjo da mecha capilar.

[00038] O substrato líquido pode ser absorvido em um material transportador poroso, que pode ser produzido de qualquer obturador ou corpo absorvente adequado, por exemplo, um metal espumado ou material plástico, polipropileno, terileno, fibras de nylon, ou cerâmica. O substrato líquido pode ser retido no material transportador poroso antes do uso do sistema de geração de aerossol eletricamente aquecido, ou, alternativamente, o material do substrato líquido pode ser liberado no material transportador poroso durante, ou imediatamente, antes do uso. Por exemplo, o substrato líquido pode ser provido em uma cápsula. O invólucro da cápsula preferivelmente se funde após aquecimento, e libera o substrato líquido no material transportador poroso. A cápsula pode, opcional mente, conter um sólido em combinação com o líquido.

[00039] Se o substrato de formação de aerossol é um substrato líquido, o líquido tem propriedades físicas, por exemplo, um ponto de ebulição adequado para uso no sistema de geração de aerossol: se o ponto de ebulição é muito alto, o pelo menos um elemento de aquecimento elétrico não será capaz de vaporizar líquido na mecha capilar, mas, se o ponto de ebulição é muito baixo, o líquido pode vaporizar mesmo sem o pelo menos um elemento de aquecimento elétrico ser ativado. O controle do pelo menos um elemento de aquecimento elétrico pode depender das propriedades físicas do substrato líquido. O líquido preferivelmente compreende um material contendo tabaco compreendendo compostos aromatizantes de tabaco voláteis que são liberados a partir do líquido sob aquecimento. Alternativamente, ou em adição, o líquido pode compreender material sem tabaco. O líquido pode incluir água, solventes, etanol, extratos de planta, 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.

[00040] Uma vantagem de proporcionar uma porção de armazenagem de líquido é que um alto nível de higiene pode ser mantido. Usando a mecha capilar estendendo-se entre o líquido e o elemento de aquecimento elétrico, permite-se que a estrutura do sistema seja relativamente simples. O líquido tem propriedades físicas, incluindo viscosidade e tensão superficial, que permitem que o líquido seja transportado através da mecha capilar por ação capilar. A porção de armazenagem de líquido é preferivelmente um recipiente. A porção de armazenagem de líquido não pode ser reenchida. Desse modo, quando o líquido na porção de armazenagem de líquido tiver sido usado, o sistema de geração de aerossol é substituído. Alternativamente, a porção de armazenagem de líquido pode ser reenchida. Neste caso, o sistema de geração de aerossol pode ser substituído após um certo número de refis da porção de armazenagem de líquido. Preferivelmente, a porção de armazenagem de líquido é disposta para reter líquido por um número pré-determinado de sopros.

[00041] A mecha capilar pode ter uma estrutura fibrosa ou esponjosa. A mecha capilar preferivelmente compreende um feixe de capilares. Por exemplo, a mecha capilar pode compreender uma pluralidade de fibras ou fios, ou outros tubos de furos finos. As fibras ou fios podem ser geralmente alinhados na direção longitudinal do sistema de geração de aerossol. Alternativamente, a mecha capilar pode compreender material similar à esponja ou material similar à espuma formado em uma forma de haste. A forma de haste pode se estender ao longo da direção longitudinal do sistema de geração de aerossol. A estrutura da mecha forma uma pluralidade de pequenos furos ou tubos, através dos quais o líquido pode ser transportado ao elemento de aquecimento elétrico, por ação capilar. A mecha capilar pode compreender qualquer material adequado, ou combinação de materiais. Exemplos de materiais adequados são materiais à base de grafite ou à base de cerâmica na forma de fibras ou pós sinterizados. A mecha capilar pode ter qualquer capilar e porosidade adequados de modo a serem usados com propriedades físicas de líquido diferentes, tais como densidade, viscosidade, tensão superficial e pressão de vapor. As propriedades do capilar da mecha, combinadas com as propriedades do líquido, asseguram que a mecha seja sempre úmida na área de aquecimento. Se a mecha é seca, pode existir superaquecimento, que pode conduzir a degradação térmica do líquido.

[00042] O substrato de formação de aerossol pode, alternativamente, ser qualquer outro tipo de substrato, por exemplo, um substrato de gás, ou qualquer combinação dos vários tipos de substrato. Durante operação, o substrato pode estar completamente, contudo, dentro do sistema de geração de aerossol eletricamente aquecido. Neste caso, um usuário pode soprar em um bocal do sistema de geração de aerossol eletricamente aquecido. Alternativamente, durante operação, o substrato pode estar parcial mente contido dentro do sistema de geração de aerossol eletricamente aquecido. Neste caso, o substrato pode formar parte de um artigo separado, e o usuário pode soprar diretamente nos artigos separados.

[00043] Preferivelmente, o sistema de geração de aerossol eletricamente aquecido é um sistema fumegante eletricamente aquecido.

[00044] O sistema de geração de aerossol eletricamente aquecido pode compreender uma câmara de formação de aerossol na qual aerossol se forma de um vapor super saturado, que aerossol é, em seguida, transportado na boca do usuário. Uma admissão de ar, descarga de ar e a câmara, são preferivelmente dispostas de modo a definir uma rota de fluxo de ar a partir da admissão de ar para a descarga de ar, via a câmara de formação de aerossol, de modo a transportar o aerossol para a descarga de ar, e dentro da boca de um usuário. A condensação pode se formar nas paredes da câmara de formação de aerossol. A quantidade de condensação pode depender do perfil de aquecimento, particularmente em direção ao final do sopro.

[00045] Preferivelmente, o sistema de geração de aerossol compreende um alojamento. Preferivelmente, o alojamento é alongado. A estrutura do alojamento, incluindo a área superficial disponível para condensação para forma, afetará as propriedades do aerossol, e se existe vazamento de líquido a partir do sistema. O alojamento pode compreender um invólucro e um bocal. Neste caso, todos os componentes podem estar contidos em ou no invólucro, ou no bocal. O alojamento pode compreender qualquer material adequado, ou combinação de materiais. Exemplos de materiais incluem metais, ligas, plásticos, ou materiais compostos contendo um ou mais destes materiais, ou termoplásticos que são adequados para aplicações de alimentação ou farmacêuticas, por exemplo, polipropileno, polieteretercetona (PEEK) e polietileno. Preferivelmente, o material é leve e não quebradiço. O material do alojamento pode afetar a quantidade de condensação que se forma no alojamento que, por sua vez, afetará vazamento de líquido a partir do sistema.

[00046] Preferivelmente, o sistema de geração de aerossol é portátil. O sistema de geração de aerossol pode ser um sistema fumegante, e pode ter um tamanho comparável a um charuto ou cigarro convencional. O sistema fumegante pode ter um comprimento total entre aproximadamente 30 mm e aproximadamente 150 mm. O sistema fumegante pode ter um diâmetro externo entre aproximadamente 5 mm e aproximadamente 30 mm.

[00047] As características descritas em relação a um aspecto da invenção podem ser aplicáveis a outro aspecto da invenção.

[00048] O método e sistema de geração de aerossol eletricamente aquecido, de acordo com a presente invenção, proporcionam um número de vantagens. O perfil de aquecimento pode ser proporcionado ao perfil de sopro, proporcionando, desse modo, uma experiência aperfeiçoada para o usuário. O perfil de aquecimento pode também produzir propriedades desejadas de aerossol, por exemplo, concentração de aerossol ou tamanho de partícula do aerossol. O perfil de aquecimento pode também afetar a formação de condensado de aerossol que, por sua vez, pode afetar vazamento de líquido a partir do sistema. O uso de energia pode ser otimizado, de modo a proporcionar um bom perfil de aquecimento, sem perda de energia desnecessária.

[00049] A invenção será adicionalmente descrita, por meio de exemplo somente, com referência aos desenhos acompanhantes, em que: A Figura 1 mostra um exemplo de um sistema de geração de aerossol eletricamente aquecido; A Figura 2 mostra uma primeira concretização de um método para controle da energia de aquecimento a um elemento de aquecimento de um sistema de geração de aerossol eletricamente aquecido; A Figura 3 mostra uma segunda concretização de um método para controle da energia de aquecimento a um elemento de aquecimento de um sistema de geração de aerossol eletricamente aquecido; A Figura 4 mostra uma terceira concretização de um método para controlar a energia de aquecimento a um elemento de aquecimento de um sistema de geração de aerossol eletricamente aquecido; A Figura 5 mostra uma quarta concretização de um método para controle da energia de aquecimento a um elemento de aquecimento de um sistema de geração de aerossol eletricamente aquecido; A Figura 6 mostra uma quinta concretização de um método para controlar a energia de aquecimento a um elemento de aquecimento de um sistema de geração de aerossol eletricamente aquecido; e As Figuras 7 e 8 mostram como a energia de aquecimento a um elemento de aquecimento de um sistema de geração de aerossol eletricamente aquecido pode ser controlado, via um sinal de corrente pulsado.

[00050] A Figura 1 mostra um exemplo de um sistema de geração de aerossol eletricamente aquecido. Na Figura 1, o sistema é um sistema fumegante tendo uma porção de armazenagem de líquido. O sistema fumegante 100 da Figura 1 compreende um alojamento 101 tendo uma primeira extremidade que é a extremidade do bocal 103 e uma segunda extremidade que é a extremidade do corpo 105. Na extremidade do corpo, é provido um suprimento de energia elétrica na forma de uma bateria 107 e circuito elétrico na forma de hardware 109 e um sistema de detecção de sopro 111. Na extremidade do bocal, é provida uma porção de armazenagem de líquido na forma de cartucho 113 contendo líquido 115, a mecha capilar 117 e um aquecedor 119 compreendendo pelo menos um elemento de aquecimento. Nota-se que o aquecedor é somente mostrado esquematicamente na Figura 1. Uma extremidade da mecha capilar 117 se estende no cartucho 113 e a outra extremidade da mecha capilar 117 é circundada pelo aquecedor 119. O aquecedor é ligado ao circuito elétrico, via conexões 121. O alojamento 101 também inclui uma admissão de ar 123, uma descarga de ar 125 na extremidade do bocal, e uma câmara de formação de aerossol 127.

[00051] Em uso, a operação é conforme segue. O líquido 115 é transferido ou transportado por ação capilar a partir do cartucho 113 a partir da extremidade da mecha 117 que se estende no cartucho para a outra extremidade da mecha 117 que é circundado pelo aquecedor 119. Quando um usuário aspira no dispositivo na descarga de ar 125, ar ambiente é aspirado através da admissão de ar 123. No arranjo mostrado na Figura 1, o sistema de detecção de sopro 111 detecta o sopro e ativa o aquecedor 119. A bateria 107 supre energia ao aquecedor 119 para aquecer a extremidade da mecha 117 circundada pelo aquecedor. O líquido nesta extremidade da mecha 117 é vaporizado pelo aquecedor 119 para criar um vapor supersaturado. Ao mesmo tempo, o líquido sendo vaporizado é substituído pelo líquido adicional que se move ao longo da mecha 117 por ação capilar. (Isto é, às vezes, referido como "ação de bombeio"). O vapor supersaturado criado é misturado com e transportado no fluxo de ar a partir da admissão de ar 123. Na câmara de formação de aerossol 127, o vapor condensa para formar um aerossol inalável, que é conduzido em direção à descarga 125, e no interior da boca do usuário.

[00052] A mecha capilar pode ser produzida de uma variedade de materiais porosos ou capilares e, preferivelmente, tem uma capilaridade predefinida conhecida. Exemplos incluem materiais à base de cerâmica ou à base de grafite na forma de fibras ou pós sinterizados. Mechas de porosidades diferentes podem ser usadas para acomodar propriedades físicas diferentes de líquido, tais como densidade, viscosidade, tensão superficial, e pressão de vapor. Uma mecha deve ser adequada de modo que a quantidade requerida de líquido possa ser distribuída ao elemento de aquecimento. A mecha e elemento de aquecimento devem ser adequados de modo que a quantidade requerida de aerossol possa ser transportada ao usuário.

[00053] Na concretização mostrada na Figura 1, o hardware 109 e o sistema de detecção de sopro 111 são preferivelmente programáveis. O hardware 109 e sistema de detecção de sopro 111 podem ser usados para controlar a operação do dispositivo. Isto auxilia o controle do tamanho de partícula no aerossol.

[00054] A Figura 1 mostra um exemplo de um sistema de geração de aerossol eletricamente aquecido que pode ser usado com a presente invenção. Muitos outros exemplos são utilizáveis na invenção, contudo. O sistema de geração de aerossol eletricamente aquecido simplesmente necessita incluir ou receber um substrato de formação de aerossol que pode ser aquecido por pelo menos um elemento de aquecimento elétrico, energizado por um suprimento de energia sob o controle do circuito elétrico. Por exemplo, o sistema não necessita ser um sistema fumegante. Por exemplo, o substrato de formação de aerossol pode ser um substrato sólido, preferivelmente do que um substrato líquido. Alternativamente, o substrato de formação de aerossol pode ser outra forma de um substrato, tal como um substrato de gás. O elemento de aquecimento pode tomar qualquer forma apropriada. A forma total e tamanho do alojamento podem ser alterados, e o alojamento pode compreender um invólucro e bocal separáveis. Outras variações são, naturalmente, possíveis.

[00055] Conforme já mencionado, preferivelmente, o circuito elétrico compreendendo hardware 109 e o sistema de detecção de sopro 111 é programável de modo a controlar o suprimento de energia ao elemento de aquecimento. Isto, por sua vez, afeta o perfil de aquecimento que afetará as propriedades do aerossol. O termo "perfil de aquecimento" se refere a uma representação gráfica da energia suprida ao elemento de aquecimento (ou outra medida similar, por exemplo, o calor gerado pelo elemento de aquecimento) sobre o tempo levado para um sopro. Alternativamente, o hardware 109 e o sistema de detecção de sopro 111 podem ser ligados por hardware para controlar o suprimento de energia ao elemento de aquecimento. Novamente, isto afetará o perfil de aquecimento que afetará o tamanho de partícula no aerossol. Vários métodos de controlar a energia suprida ao elemento de aquecimento são ilustrados nas Figuras 2 a 7.

[00056] A Figura 2 mostra uma primeira concretização de um método para controlar a energia de aquecimento a um elemento de aquecimento de um sistema de geração de aerossol eletricamente aquecido, de acordo com a invenção.

[00057] A Figura 2 é um gráfico mostrando a taxa de fluxo de ar 201 e energia de aquecimento 203 no eixo vertical, e tempo 205 no eixo horizontal. A taxa de fluxo de ar 201 é mostrada por uma linha cheia e a energia de aquecimento 203 é mostrada por uma linha tracejada. A taxa de fluxo de ar é medida em volume por unidade de tempo, tipicamente centímetros cúbicos por segundo. A taxa de fluxo de ar é detectada por um sistema de detecção de sopro, tal como sistema de detecção de sopro 111 na Figura 1. A energia de aquecimento, medida em Watts, é a energia provida ao elemento de aquecimento a partir do suprimento de energia, sob o controle do circuito elétrico, tal como hardware 109 na Figura 1. A Figura 2 mostra um sopro único dado por um usuário em um sistema de geração de aerossol eletricamente aquecido, tal como aquele mostrado na Figura 1.

[00058] Conforme pode ser visto na Figura 2, nesta concretização, a taxa de fluxo de ar para o sopro é ilustrada como tomando a forma de uma distribuição normal ou Gaussiana. A taxa de fluxo de ar começa em zero, aumenta gradualmente a um máximo 201 máx, em seguida diminui de volta a zero. Contudo, a taxa de fluxo de ar tipicamente não terá uma distribuição Gaussiana exata. Em todos os casos, contudo, a taxa de fluxo de ar através de um sopro aumentará de zero a um máximo, a diminuição do máximo a zero. A área sob a curva da taxa de fluxo de ar é o volume de ar total para aquele sopro.

[00059] Quando o sistema de detecção de sopro detecta que a taxa de fluxo de ar 201 aumentou a um limite 201a, em um tempo 205a, o circuito elétrico controla a energia para ligar o elemento de aquecimento, e aumenta a energia de aquecimento 203 diretamente de zero a energia 203a. Quando o sistema de detecção de sopro detecta que a taxa de fluxo de ar 201 diminui de volta ao limite 201a, em um tempo 205b, o circuito elétrico controla a energia para desligar o elemento de aquecimento, e diminui a energia de aquecimento 203 diretamente da energia 203a a zero. Entre o tempo 205a e tempo 205b, enquanto que o sistema de detecção de sopro detecta que a taxa de fluxo de ar permanece maior do que o limite 201a, a energia de aquecimento para o elemento de aquecimento é mantida na energia 203a. Desse modo, o período de aquecimento é o tempo 205b - 205a.

[00060] Na concretização da Figura 2, um limite da taxa de fluxo de ar para ligar o elemento de aquecimento é o mesmo conforme o limite da taxa de fluxo de ar para desligar o elemento de aquecimento. A vantagem do arranjo da Figura 2 é a simplicidade de desenho. Contudo, com este arranjo existe um risco de superaquecimento em direção ao final do sopro. Isto é mostrado na Figura 2 na área em círculo 207.

[00061] A Figura 3 mostra uma segunda concretização de um método para controlar a energia de aquecimento a um elemento de aquecimento de um sistema de geração de aerossol eletricamente aquecido, de acordo com a invenção. O arranjo da Figura 3 pode, em algumas circunstâncias, proporcionar um aperfeiçoamento sobre o arranjo mostrado na Figura 2.

[00062] A Figura 3 é um gráfico mostrando a taxa de fluxo de ar 301 e energia de aquecimento 303 no eixo vertical, e tempo 305 no eixo horizontal. A taxa de fluxo de ar 301 é mostrada por uma linha cheia e a energia de aquecimento 303 é mostrada por uma linha tracejada. Novamente, a taxa de fluxo de ar é medida em volume por unidade de tempo, tipicamente, centímetros cúbicos por segundo. A taxa de fluxo de ar é detectada por um sistema de detecção de sopro, tal como sistema de detecção de sopro 111 na Figura 1. A energia de aquecimento, medida em Watts, é a energia provida ao elemento de aquecimento a partir do suprimento de energia, sob o controle do circuito elétrico, tal como hardware 109 na Figura 1. A Figura 3 mostra um sopro único dado por um usuário em um sistema de geração de aerossol eletricamente aquecido, tal como aquele mostrado na Figura 1.

[00063] Como na Figura 2, a taxa de fluxo de ar para o sopro é ilustrada como tomando a forma de uma distribuição Gaussiana, embora este não necessite ser o caso. De fato, em muitos casos, a curva da taxa de fluxo de ar não formará uma distribuição Gaussiana exata. A taxa de fluxo de ar começa em zero, aumenta gradualmente a um máximo 301 máx, em seguida diminui de volta a zero. A área sob a curva da taxa de fluxo de ar é o volume de ar total para aquele sopro.

[00064] Quando o sistema de detecção de sopro detecta que a taxa de fluxo de ar 301 aumentou a um limite 301a, em um tempo 305a, o circuito elétrico controla a energia para ligar o elemento de aquecimento e aumenta a energia de aquecimento 303 diretamente de zero a energia 303a. Quando o sistema de detecção de sopro detecta que a taxa de fluxo de ar 301 diminui a um limite 301b, em um tempo 305b, o circuito elétrico controla a energia para desligar o elemento de aquecimento e diminui a energia de aquecimento 303 diretamente da energia 303a a zero. Entre o tempo 305a e o tempo 305b, a energia de aquecimento para o elemento de aquecimento é mantida na energia 303a. Desse modo, o período de aquecimento é o tempo 305b - 305a.

[00065] Na concretização da Figura 3, o limite da taxa de fluxo de ar 301b para desligar o elemento de aquecimento é maior do que o limite da taxa de fluxo de ar 301a para ligar o elemento de aquecimento. Isto significa que o elemento de aquecimento é desligado mais cedo do sopro do que no arranjo da Figura 2. Isto evita possível superaquecimento em direção ao final do sopro. Nota-se que a área reduzida de área em círculo 307 na Figura 3 comparada com a área em círculo 207 na Figura 2. O desligamento do elemento de aquecimento mais cedo no sopro significa que existe um maior fluxo de ar conforme o elemento de aquecimento está resfriando. Isto pode impedir muito mais formação de condensação na superfície interna do alojamento. Isto pode, por sua vez, reduz a possibilidade de vazamento de líquido.

[00066] A Figura 4 mostra uma terceira concretização de um método para controlar a energia de aquecimento a um elemento de aquecimento de um sistema de geração de aerossol eletricamente aquecido, de acordo com a invenção, que é similar à concretização mostrada na Figura 3. O arranjo da Figura 4 pode também, em algumas circunstâncias, proporcionar um aperfeiçoamento sobre o arranjo mostrado na Figura 2.

[00067] A Figura 4 é um gráfico mostrando a taxa de fluxo de ar 401 e a energia de aquecimento 403 no eixo vertical, e o tempo 405 no eixo horizontal. A taxa de fluxo de ar 401 é mostrada por uma linha cheia e a energia de aquecimento 403 é mostrada por uma linha tracejada. Novamente, a taxa de fluxo de ar é medida em volume por unidade de tempo, tipicamente centímetros cúbicos por segundo. A taxa de fluxo de ar é detectada por um sistema de detecção de sopro, tal como sistema de detecção de sopro 111 na Figura 1. A energia de aquecimento, medida em Watts, é a energia provida ao elemento de aquecimento a partir do suprimento de energia, sob o controle do circuito elétrico, tal como um hardware 109 na Figura 1. A Figura 4 mostra um sopro único dado por um usuário em um sistema de geração de aerossol eletricamente aquecido, tal como mostrado na Figura 1.

[00068] Como nas Figuras 2 e 3, a taxa de fluxo de ar para o sopro toma a forma de uma distribuição Gaussiana, embora este não necessite ser o caso. A taxa de fluxo de ar começa em zero, aumenta gradualmente a um máximo 401 máx, em seguida diminui de volta a zero. A área sob a curva da taxa de fluxo de ar é o volume de ar total para aquele sopro.

[00069] Quando o sistema de detecção de sopro detecta que a taxa de fluxo de ar 401 aumentou a um limite 401a, em um tempo 405a, o circuito elétrico controla a energia para ligar o elemento de aquecimento, e aumenta a energia de aquecimento 403 diretamente de zero a energia 403a. Quando o sistema de detecção de sopro detecta que a taxa de fluxo de ar 401 diminui a um limite 401b, em um tempo 405b, o circuito elétrico controla a energia para desligar o elemento de aquecimento, e diminui a energia de aquecimento 403 diretamente da energia 403a a zero. A diferença entre as Figuras 3 e 4 é que, na Figura 4, o limite 401 b para desligar o elemento de aquecimento é relacionado a taxa de fluxo de ar máxima 401 máx. Neste caso, o limite da taxa de fluxo de ar 401 b é % a taxa de fluxo de ar máxima 401 máx, embora o limite da taxa de fluxo de ar 401 b possa ter qualquer relacionamento apropriado à taxa de fluxo de ar máxima 401 máx. O relacionamento pode depender da forma da curva da taxa de fluxo de ar. Entre o tempo 405a e o tempo 405b, a energia de aquecimento para o elemento de aquecimento é mantida na energia 403a. Desse modo, o período de aquecimento é o tempo 405b - 405a.

[00070] Na concretização da Figura 4, devido ao limite da taxa de fluxo de ar desligar o elemento de aquecimento ser relacionada à taxa de fluxo de ar máxima, o limite da taxa de fluxo de ar para desligar o elemento de aquecimento pode ser mais apropriado ao perfil de sopro. Pelo ajuste do relacionamento entre o limite e a taxa de fluxo de ar máxima apropriadamente, o calor pode ser mantido por um período de aquecimento apropriado, enquanto que se evita superaquecimento em direção ao final do sopro. Nota-se que a área reduzida de área em círculo 407 na Figura 4 comparada com a área em círculo 207 na Figura 2, e mesmo a área em círculo 307 na Figura 3. O desligamento do elemento de aquecimento mais cedo no sopro significa que existe um maior fluxo de ar conforme o elemento de aquecimento está resfriando. Isto pode impedir muito mais formação de condensação na superfície do alojamento. Isto pode, por sua vez, reduzir a possibilidade de vazamento de líquido.

[00071] A Figura 5 mostra uma quarta concretização de um método para controlar a energia de aquecimento a um elemento de aquecimento de um sistema de geração de aerossol eletricamente aquecido, de acordo com a invenção, que é similar às concretizações mostradas nas Figuras 3 e 4. O arranjo da Figura 5 pode também, em algumas circunstâncias, proporcionar um aperfeiçoamento sobre o arranjo mostrado na Figura 2.

[00072] A Figura 5 é um gráfico mostrando a taxa de fluxo de ar 501 e a energia de aquecimento 503 no eixo vertical, e o tempo 505 no eixo horizontal. A taxa de fluxo de ar 501 é mostrada por uma linha cheia e a energia de aquecimento 503 é mostrada por uma linha tracejada. Novamente, a taxa de fluxo de ar é medida em volume por unidade de tempo, tipicamente centímetros cúbicos por segundo. A taxa de fluxo de ar é detectada por um sistema de detecção de sopro, tal como sistema de detecção de sopro 111 na Figura 1. A energia de aquecimento, medida em Watts, é a energia provida ao elemento de aquecimento a partir do suprimento de energia, sob o controle do circuito elétrico, tal como hardware 109 na Figura 1. A Figura 5 mostra um sopro único dado por um usuário em um sistema de geração de aerossol eletricamente aquecido, tal como aquele mostrado na Figura 1.

[00073] Como nas Figuras 2, 3 e 4, a taxa de fluxo de ar para o sopro é ilustrada como tomando a forma de uma distribuição Gaussiana ou normal. Contudo, este não necessita ser o caso. A taxa de fluxo de ar começa em zero, aumenta gradualmente a um máximo 501 máx, em seguida diminui de volta a zero. A área sob a curva da taxa de fluxo de ar é o volume de ar total para aquele sopro.

[00074] Quando o sistema de detecção de sopro detecta que a taxa de fluxo de ar 501 aumentou a um limite 501a, em um tempo 505a, o circuito elétrico controla a energia para desligar o elemento de aquecimento, e aumenta a energia de aquecimento 501 diretamente de zero a energia 503a. Quando o sistema de detecção de sopro detecta que a taxa de fluxo de ar 501 diminui a um limite 501b, em um tempo 505b, o circuito elétrico controla a energia para começar a diminuição da energia 503a. Diferente das Figuras 2, 3 e 4, o circuito elétrico diminui a energia de aquecimento para o elemento de aquecimento gradualmente, começando no tempo 505b, finalmente alcançando energia zero no tempo 505c. Portanto, entre o tempo 505a e tempo 505b, a energia de aquecimento para o elemento de aquecimento é mantida na energia 503a. No tempo 505b, a energia de aquecimento para o elemento de aquecimento é diminuída gradualmente com o tempo até que, no tempo 505c, a energia de aquecimento suprida ao elemento de aquecimento, é zero. Desse modo, o período de aquecimento total é o tempo 505c - 505a, com a energia diminuindo entre o tempo 505b e 505c. A energia de aquecimento pode ser diminuída a uma taxa constante conforme mostrado pela linha reta na Figura 5. Alternativamente, a energia de aquecimento pode ser diminuída a uma taxa não constante. Conforme já discutido, pode ser vantajoso desligar o elemento de aquecimento mais cedo no sopro para reduzir o tempo em que o elemento de aquecimento está aquecendo, mas o fluxo de ar é reduzido. Desse modo, a diminuição da inclinação da energia de aquecimento pode ser proporcionada para se equiparar a inclinação do perfil de fluxo de ar mais próximo possível, minimizando, desse modo, o superaquecimento. A energia de aquecimento pode ser diminuída a uma taxa constante, e a inclinação pode ser aproximada à curva do perfil de fluxo de ar. Alternativamente, a energia de aquecimento pode ser diminuída a uma taxa não constante e a taxa de diminuição pode ser equiparada mais próxima possível à curva do perfil de fluxo de ar. Estas abordagens podem reduzir a quantidade de condensação que se forma, e isto pode reduzir vazamento de líquido.

[00075] Na concretização da Figura 5, devido a energia suprida ao elemento de aquecimento ser reduzida gradualmente, preferivelmente do que reduzida a zero imediatamente, o perfil de aquecimento pode ser mais apropriado ao perfil de fluxo de ar, enquanto que reduz o uso de energia. A diminuição de energia pode ser disposta para seguir ou se equiparar à inclinação do perfil de fluxo de ar à medida que diminui, proporcionando, desse modo, um perfil de aquecimento muito apropriado para o sopro.

[00076] A Figura 6 mostra uma quinta concretização de um método para controlar a energia de aquecimento a um elemento de aquecimento de um sistema de geração de aerossol eletricamente aquecido, de acordo com a invenção.

[00077] A Figura 6 é um gráfico mostrando a taxa de fluxo de ar 601 e a energia de aquecimento 603 no eixo vertical, e o tempo 605 no eixo horizontal. A taxa de fluxo de ar 601 é mostrada por uma linha cheia e a energia de aquecimento 603 é mostrada por uma linha tracejada. Novamente, a taxa de fluxo de ar é medida em volume por unidade de tempo, tipicamente centímetros cúbicos por segundo. A taxa de fluxo de ar é detectada por um sistema de detecção de sopro, tal como o sistema de detecção de sopro 111 na Figura 1. A energia de aquecimento, medida em Watts, é a energia provida ao elemento de aquecimento a partir do suprimento de energia, sob o controle do circuito elétrico, tal como o hardware 109 na Figura 1. A Figura 6 mostra um sopro único dado por um usuário em um sistema de geração de aerossol eletricamente aquecido, tal como aquele mostrado na Figura 1.

[00078] Como nas Figuras 2, 3, 4 e 5, a taxa de fluxo de ar para o sopro é ilustrada como tomando a forma de uma distribuição Gaussiana ou normal. Contudo, este não necessita ser o caso. A taxa de fluxo de ar começa em zero, aumenta gradualmente a um máximo 601 máx, em seguida diminui de volta a zero. A área sob a curva da taxa de fluxo de ar é o volume de ar total para aquele sopro.

[00079] Quando o sistema de detecção de sopro detecta que a taxa de fluxo de ar 601 aumentou a um limite 601a, em um tempo 605a, o circuito elétrico controla a energia para ligar o elemento de aquecimento, e aumenta a energia de aquecimento 603. No arranjo da Figura 6, a energia de aquecimento é aumentada no começo do sopro, no tempo 605a, a uma energia 603a. Em seguida, em um tempo subsequente 605b, a energia de aquecimento diminui à energia 603b tendo um valor mais baixo do que a energia 603a. O período regulador entre o tempo 605a e o tempo 605b dependerá da estrutura do elemento de aquecimento e, consequentemente, quão rapidamente o elemento de aquecimento aquecerá em resposta à admissão de energia. Em seguida, a energia de aquecimento é mantida no nível de energia 603b. Quando o sistema de detecção de sopro detecta que a taxa de fluxo de ar 601 diminui ao limite 601a, em um tempo 605c, o circuito elétrico controla a energia para desligar o elemento de aquecimento, e diminui a energia de aquecimento da energia 603b a zero. Desse modo, o período de aquecimento é o tempo 605c - 605a, com a energia inicial entre os tempos 605a e 605b sendo 603a e a energia subsequente para a maioria da duração do fluxo de ar, entre o tempo 605b e o tempo 605c sendo 603b, mais baixo do que 603a.

[00080] Desse modo, na concretização da Figura 6, existe superaquecimento no começo do sopro. Isto começa a geração de aerossol mais cedo, que pode dar uma melhor reatividade, isto é, um tempo mais curto ao primeiro sopro, para o usuário. Isto pode também evitar partículas de aerossol muito grandes ou aerossol muito altamente concentrado sendo gerado no início do sopro.

[00081] Várias concretizações foram descritas com referência às Figuras 2 a 6. O técnico no assunto apreciará, contudo, que quaisquer características destas concretizações podem ser combinadas. Por exemplo, o um arranjo de limite mostrado na Figura 2 pode ser combinado com a diminuição de energia gradual mostrada na Figura 5 e, adicionalmente ou alternativamente, o superaquecimento no início de um sopro mostrado na Figura 6. Similarmente, os dois arranjos de limite da, ou Figura 3, ou Figura 4, podem ser combinados com a diminuição lenta de energia mostrada na Figura 5 e, adicionalmente, ou alternativamente, o superaquecimento no início de um sopro mostrado na Figura 6.

[00082] O perfil de aquecimento particular pode ser dependente do perfil de sopro para um usuário particular. O circuito elétrico para controlar o suprimento de energia ao elemento de aquecimento pode ser programável. O circuito elétrico pode ser programável pelo usuário de modo que um usuário pode selecionar um perfil de aquecimento desejado dependendo das características do aerossol preferidas. O circuito elétrico pode ser inteligente, e capaz de proporcionar automaticamente o perfil de aquecimento ao perfil de fluxo de ar particular, por exemplo, em uma base de sopro por sopro.

[00083] A Figura 7 mostra como a energia de aquecimento a um elemento de aquecimento de um sistema de geração de aerossol eletricamente aquecido pode ser controlado, via um sinal de corrente pulsado.

[00084] A Figura 7 é um gráfico mostrando energia de aquecimento 703 e intensidade de corrente 707 no eixo vertical, e tempo 705 no eixo horizontal. Na Figura 7, a energia de aquecimento 703 é mostrada por uma linha tracejada e a intensidade de corrente 707 é mostrada com uma linha cheia. A energia de aquecimento, medida em Watts, é a energia provida ao elemento de aquecimento a partir do suprimento de energia, sob o controle do circuito elétrico, tal como hardware 109, na Figura 1. A intensidade de corrente é a corrente, medida em Amperes, que flui através do elemento de aquecimento, sob o controle do circuito elétrico, tal como o hardware 109, na Figura 1. A Figura 7 mostra um sopro único dado por um usuário em um sistema de geração de aerossol eletricamente aquecido, tal como aquele mostrado na Figura 1. Nota-se que, na Figura 7, contudo, a taxa de fluxo de ar não é mostrada.

[00085] O perfil de aquecimento mostrado na Figura 7 inclui o superaquecimento no início do sopro, similar àquele mostrado na Figura 6. Este está entre os tempos 705a e 705b. Ele também inclui a diminuição gradual de energia no final do sopro, similar àquele mostrado na Figura 5. Este está entre os tempos 705c e 705d. Entre os tempos 705b e 705c, a energia é mantida a um nível substancial mente constante. Contudo, o controle mostrado na Figura 7 pode ser usado para proporcionar qualquer perfil de aquecimento adequado.

[00086] Na Figura 7, quando o sistema de detecção de sopro detecta que a taxa de fluxo de ar (não mostrada) aumentou a um primeiro limite, no tempo 705a, o circuito elétrico controla a energia para ligar o elemento de aquecimento, e aumenta a energia de aquecimento 703. A energia de aquecimento 703 é aumentada à energia 703a. O circuito elétrico alcança isto pela provisão de um sinal de corrente pulsado através do elemento de aquecimento. Na Figura 7, cada pulso tem uma corrente máxima 707a e a frequência dos pulsos de corrente entre o tempo 705a e 705b é 709a.

[00087] No tempo 705b, o circuito elétrico controla a energia para reduzir a energia de aquecimento à energia 703b e a partir deste, a energia de aquecimento é mantida à energia 703b. O circuito elétrico alcança isto pela provisão de um sinal de corrente pulsado através do elemento de aquecimento. Na Figura 7, cada pulso tem uma corrente máxima 707a e a frequência dos pulsos de corrente entre o tempo 705b e 705c é 709b, uma frequência mais baixa do que a frequência 709a.

[00088] Quando o sistema de detecção de sopro detecta que a taxa de fluxo de ar (não mostrada) diminui a um segundo limite (que pode ser o mesmo como ou maior do que o primeiro limite), no tempo 705b, o circuito elétrico controla a energia para diminuir gradualmente a energia de aquecimento 703. A energia de aquecimento 703 é diminuída gradualmente da energia 703b no tempo 705c a zero no tempo 705d. O circuito elétrico alcança isto pela provisão de um sinal de corrente pulsado através do elemento de aquecimento. Na Figura 7, cada pulso tem uma corrente máxima 707a e a frequência dos pulsos de corrente entre o tempo 705c e 705d é 709c, uma frequência mais baixa do que ambos 709a e 709b.

[00089] Desse modo, o circuito elétrico controla a energia provida ao elemento de aquecimento a partir do suprimento de energia pela provisão de um sinal de corrente pulsado através do elemento de aquecimento. A Figura 8 mostra adicionalmente como a energia de aquecimento para o elemento de aquecimento pode ser controlada, via o sinal de corrente pulsado. A Figura 8 é um gráfico mostrando a intensidade de corrente 707 no eixo vertical, e o tempo 705 no eixo horizontal. A Figura 8 mostra dois pulsos de corrente em maiores detalhes.

[00090] Na Figura 8, o tempo durante o qual o sinal de corrente é ligado é a. O tempo durante o qual o sinal de corrente é desligado é b. O período do sinal de corrente pulsado é Tque é igual a 1/7, onde fé a frequência do sinal de corrente pulsado. O ciclo de serviço (em %) do sinal de corrente pulsado é igual a a/b x 100.

[00091] A energia provida ao elemento de aquecimento pode ser controlada pelo aumento ou diminuição da frequência a um ciclo de serviço fixo. Neste caso, a razão de a:b permanece constante, mas os valores atuais de a e b variam. Por exemplo, a e b podem ser mantidos iguais entre si (ciclo de serviço = 50%) com (a+b), e, consequentemente, a frequência, variando.

[00092] Alternativamente, a energia provida ao elemento de aquecimento pode ser controlada pela variação do ciclo de serviço a uma frequência fixa. Neste caso, a razão de a:b muda com (a+b), e, consequentemente, a frequência permanecendo fixa.

[00093] Alternativamente, ambos o ciclo de serviço e a frequência podem ser variados, embora isto possa ser mais complicado para implementar. A Figura 7, embora preferivelmente esquemática em natureza, não mostra ambos o ciclo de serviço e frequência variando. Referindo-se à Figura 7, entre o tempo 705a e tempo 705b, a frequência é 709a. Pode ser visto que o ciclo de serviço é da ordem de 95%. Entre o tempo 705b e tempo 705c, a frequência é 709b, que é mais baixa do que a frequência 709a. Em adição, pode ser visto que o ciclo de serviço é da ordem de 50%. Entre o tempo 705c e 705d, a frequência é 709c, mais baixa do que as frequências 709a e 709b. Pode também ser visto que o ciclo de serviço é da ordem de 33%.

[00094] Desse modo, as Figuras 7 e 8 mostram que qualquer perfil de aquecimento particular pode ser estabelecido pelo circuito elétrico, pela provisão de sinais de corrente pulsados através do elemento de aquecimento. A frequência ou ciclo de serviço, ou ambos frequência e ciclo de serviço dos pulsos serão apropriados à energia de aquecimento requerida durante um período de tempo particular, e se esta energia de aquecimento é requerida para permanecer constante, aumenta ou diminui.

[00095] O método e sistema de geração de aerossol eletricamente aquecido, de acordo com a presente invenção, proporcionam um número de vantagens. O perfil de aquecimento pode ser proporcionado ao perfil de sopro, proporcionando, desse modo, uma experiência aperfeiçoada para o usuário. O perfil de aquecimento pode também produzir propriedades desejadas de aerossol. O perfil de aquecimento pode também afetar a formação de aerossol condensado que, por sua vez, pode afetar o vazamento de líquido. O uso da energia pode ser otimizado, de modo a proporcionar um bom perfil de aquecimento, sem perda desnecessária de energia.

Claims (11)

1. Método para controle de pelo menos um elemento de aquecimento elétrico (119) de um sistema de geração de aerossol eletricamente aquecido (100) para aquecimento de um substrato de formação de aerossol (115), o sistema tendo um sensor (111) para detectar fluxo de ar indicativo de um usuário dando um sopro, tendo uma duração do fluxo de ar, o método compreendendo as etapas de: aumentar a energia de aquecimento do pelo menos um elemento de aquecimento (119) de zero a uma energia p1 quando o sensor detecta que a taxa de fluxo de ar aumentou a um primeiro limite; manter a energia de aquecimento na energia p1 por pelo menos alguma da duração do fluxo de ar; e diminuir a energia de aquecimento por pelo menos um elemento de aquecimento (119) da energia p1 a zero quando o sensor detecta que a taxa de fluxo de ar diminuiu a um segundo limite, caracterizado pelo fato de que o primeiro limite da taxa de fluxo de ar é menor do que o segundo limite da taxa de fluxo de ar.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a etapa de aumentar a energia de aquecimento para o pelo menos um elemento de aquecimento (119) de zero a energia p1 compreende aumentar a energia de aquecimento de zero a energia p1 substancialmente instantaneamente.

3. Método, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que a etapa de aumentar a energia de aquecimento para o pelo menos um elemento de aquecimento (119) da energia p1 a zero compreende diminuir a energia de aquecimento da energia p1 a zero substancial mente instantaneamente.

4. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que a etapa de diminuir a energia de aquecimento para o pelo menos um elemento de aquecimento (119) da energia p1 a zero compreende diminuir a energia de aquecimento de energia p1 a zero gradualmente.

5. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente, após a etapa de aumentar a energia de aquecimento para o pelo menos um elemento de aquecimento (119) de zero a energia p1, a etapa de: aumentar a energia de aquecimento para o pelo menos um elemento de aquecimento da energia p1 a energia p2, maior do que a energia p1, e retornar a energia de aquecimento para a energia p1 antes da etapa de manter a energia de aquecimento na energia p1 por pelo menos parte da duração do fluxo de ar.

6. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que a etapa de manter a energia de aquecimento a uma energia p1 por pelo menos alguma da duração do fluxo de ar compreende suprir pulsos de corrente elétrica ao pelo menos um elemento de aquecimento a uma primeira frequência f1 e um primeiro ciclo de serviço.

7. Método, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que a etapa de diminuir a energia de aquecimento da energia p1 a zero gradualmente compreende suprir pulsos de corrente elétrica ao pelo menos um elemento de aquecimento a uma segunda frequência f2 e um segundo ciclo de serviço.

8. Método, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que a etapa de aumentar a energia de aquecimento para o pelo menos um elemento de aquecimento da energia p1 a energia p2, maior do que energia p1, compreende suprir pulsos de corrente elétrica ao pelo menos um elemento de aquecimento a uma terceira frequência f3 e um terceiro ciclo de serviço.

9. Sistema de geração de aerossol eletricamente aquecido (100) para aquecimento de um substrato de formação de aerossol (115), o sistema compreendendo: pelo menos um elemento de aquecimento elétrico (119) para aquecimento do substrato de formação de aerossol para formar o aerossol; um suprimento de energia (107) para suprir energia ao pelo menos um elemento de aquecimento elétrico (119); e circuito elétrico (109) para controlar o suprimento de energia a partir do suprimento de energia ao pelo menos um elemento de aquecimento elétrico, o circuito elétrico incluindo um sensor (111) para detectar fluxo de ar indicativo de um usuário dando um sopro tendo uma duração do fluxo de ar; no qual o circuito elétrico (109) é disposto para aumentar a energia de aquecimento para o pelo menos um elemento de aquecimento de zero a uma energia p1 quando o sensor detecta que a taxa de fluxo de ar aumentou a um primeiro limite; para manter a energia de aquecimento a energia p1 por pelo menos alguma da duração do fluxo de ar; e diminuir a energia de aquecimento para o pelo menos um elemento de aquecimento da energia p1 a zero quando o sensor detecta que a taxa de fluxo de ar diminuiu a um segundo limite, caracterizado pelo fato de que o primeiro limite é menor do que o segundo limite.

10. Sistema de geração de aerossol eletricamente aquecido, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o substrato de formação de aerossol (115) é um substrato líquido, e compreendendo adicionalmente uma mecha capilar (117) para transportar o substrato líquido ao pelo menos um elemento de aquecimento elétrico (119).

11. Circuito elétrico (109) para um sistema de geração de aerossol eletricamente aquecido, caracterizado pelo fato de que compreende pelo menos um elemento de aquecimento elétrico e um sensor para detectar fluxo de ar indicativo de um usuário dando uma tragada por uma duração de fluxo de ar, o circuito elétrico sendo disposto para realizar o método como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 8.

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