BR112013018328B1

BR112013018328B1 - sistema gerador de aerossol com meios para desativação de artigos descartáveis

Info

Publication number: BR112013018328B1
Application number: BR112013018328-4A
Authority: BR
Inventors: Jean-Marc Flick
Original assignee: Philip Morris Products S.A.
Priority date: 2010-12-24
Filing date: 2011-12-22
Publication date: 2020-06-30
Also published as: AU2011347187A1; US10655938B2; BR112013018328A2; EP3549463B1; JP2020120680A; JP2014501106A; EA201891569A3; KR20200003230A; US20180335280A1; ES2733070T3; EP2468118A1; EP2870888A1; PL2870888T3; ES2511690T3; AU2017203152A1; CO6761318A2; EA201891569A2; NZ612097A; KR102269236B9; HK1186933A1

Abstract

SISTEMA GERADOR DE AEROSSOL COM MEIOS PARA DESATIVAÇÃO DE ARTIGOS DESCARTÁVEIS A presente invenção refere-se a um sistema gerador de aerossol que compreende: uma porção de armazenamento para armazenar um substrato formador de aerossol, um elemento gerador de aerossol para gerar um aerossol a partir do substrato o formador de aerossol, conjunto de circuitos de controle em comunicação com a porção de armazenamento, e meio de desativação dentro da porção de armazenamento para tornar a porção de armazenamento inoperável no sistema gerador de aerossol, em resposta a um sinal de desativação a partir do conjunto de circuitos de controle. Também é proporcionado um método em um sistema gerador de aerossol compreendendo uma porção de armazenamento para o armazenamento de substrato formador de aerossol, um elemento gerador de aerossol para gerar um aerossol a partir do substrato formador de aerossol, conjunto de circuitos de controle em comunicação com a porção de armazenamento e meio de desativação dentro da porção de armazenamento configurada para tornar a porção de armazenamento inoperável no sistema gerador de aerossol, em resposta a um sinal de desativação a partir do conjunto de circuitos de controle, o método compreendendo: enviar um sinal de desativação do conjunto de (...).

Description

SISTEMA GERADOR DE AEROSSOL COM MEIOS PARA DESATIVAÇÃO DE ARTIGOS DESCARTÁVEIS

[0001] A presente invenção refere-se a um sistema gerador de aerossol. Em particular, a presente invenção refere-se a um sistema gerador de aerossol no qual o substrato formador de aerossol é líquido e está contido em uma porção de armazenamento de líquido.

[0002] WO 2007/078273 descreve um utensílio elétrico para fumar. Um líquido é armazenado em um recipiente que se comunica com um vaporizador aquecedor, energizado por um suprimento de bateria, por meio de uma série de pequenas aberturas. O aquecedor tem a forma de um aquecedor elétrico enrolado em espiral montado em um suporte eletricamente isolante. Em uso, o aquecedor é ativado pela boca de um usuário para acionar o suprimento de energia por bateria. A sucção em um bocal por parte do usuário faz com que ar seja puxado através de orifícios no recipiente, sobre o vaporizador do aquecedor, para dentro do bocal e subsequentemente para a boca de um usuário.

[0003] Os sistemas geradores de aerossol da técnica anterior, incluindo o sistema para fumar mencionado acima, têm efetivamente algumas vantagens, mas ainda é possível uma melhora no seu desenho, particularmente no que se refere ao manejo da porção de armazenamento do líquido.

[0004] De acordo com um primeiro aspecto da invenção, é proporcionado um sistema gerador de aerossol compreendendo:

[0005] uma porção de armazenamento contendo um substrato formador de aerossol;

[0006] um elemento gerador de aerossol para gerar um aerossol a partir do substrato formador de aerossol;

[0007] conjunto de circuitos de controle em comunicação com a porção de armazenamento ou com o elemento gerador de aerossol; e

[0008] meio para desativação para tornar a porção de armazenamento inoperável no sistema gerador de aerossol em resposta a um sinal de desativação do conjunto de circuitos de controle.

[0009] Preferivelmente, o meio de desativação faz parte da porção de armazenamento. Preferivelmente o sistema gerador de aerossol é um sistema operado eletricamente. O elemento gerador de aerossol é preferivelmente operado eletricamente. Preferivelmente, a porção de armazenamento é separável de um corpo principal do sistema gerador de aerossol, e o conjunto de circuitos de controle é disposto no corpo principal do sistema gerador de aerossol.

[0010] É vantajoso ser capaz de desativar automaticamente a porção de armazenamento por diversas razões. Se a porção de armazenamento está vazia ou quase vazia, ou se existe um funcionamento inadequado do sistema, o sistema pode não produzir aerossol com as características desejadas, por exemplo, tamanho de partícula de aerossol ou composição química. Além disso, se a porção de armazenamento líquido está vazia ou quase vazia, a desativação da porção de armazenamento é um meio de informar ao usuário que o substrato formador de aerossol precisa ser substituído. Além disso, a desativação automática da porção de armazenamento pode ser usada para evitar, ou pelo menos dificultar, a reutilização da porção de armazenamento com um refil constituído de materiais de substrato inferior, inadequados ou mesmo prejudicial.

[0011] O sistema gerador de aerossol compreende ainda preferivelmente um corpo principal e a porção de armazenamento forma ou faz parte de um cartucho descartável configurado para acoplar o corpo principal. É vantajoso poder desativação um cartucho descartável, mas manter um corpo principal como parte reutilizável. O corpo principal pode incluir os componentes mais caros tais como um conjunto de circuitos de controle e uma interface de usuário.

[0012] Preferivelmente, o meio de desativação é um componente elétrico que é configurado para ser comutado ou danificado pelo sinal de desativação. Preferivelmente, o componente é um fusível elétrico que pode ser queimado por um sinal de corrente suficientemente alto. Preferivelmente o sinal de desativação é uma corrente suficiente para queimar o fusível. Entretanto, outros componentes elétricos podem ser usados, tais como uma chave ou transistor. Entretanto, outros meios para desativação da porção de armazenamento podem ser usados. Por exemplo, o conjunto de circuitos de controle pode ser configurado para verificar opticamente a porção de armazenamento antes que o elemento gerador de aerossol possa ser ativado e o meio de desativação possa ser um material eletrocrômico, ou uma tinta termocrômica na porção de armazenamento que é aquecida por um aquecedor em resposta a um sinal de desativação.

[0013] Alternativamente, em casos em que a porção de armazenamento é reconhecida ou identificada utilizando-se um conjunto de circuitos lógicos (por exemplo, eletromagnéticos ou ópticos) por meio de um identificador exclusivo, o mesmo conjunto de circuitos pode ser usado para escrever um “invalidar bit” (bit indicador) na memória daquele conjunto de circuitos pelo qual a porção de armazenamento é “desativada” e assim não pode ser usada com o sistema gerador de aerossol subjacente. Entretanto, em casos nos quais a porção de armazenamento compreende esse conjunto de circuitos lógicos, o bit para invalidação pode até mesmo ser armazenado na própria porção de armazenamento, evitando assim outro uso do mesmo com outro sistema gerador de aerossol.

[0014] O conjunto de circuitos de controle é preferivelmente configurado para determinar ou estimar quando uma quantidade de substrato formador de aerossol na porção de armazenamento está abaixo de uma quantidade limite, e para emitir o sinal de desativação quando a quantidade de substrato formador de aerossol na porção de armazenamento for determinada ou estimada como estando abaixo da quantidade limite. O conjunto de circuitos de controle pode determinar a quantidade de substrato na porção de armazenamento por medição direta, medição indireta, ou cálculo. Por exemplo, o sistema pode incluir meios para medir diretamente a massa da porção de armazenamento, tal como uma balança. O conjunto de circuitos de controle pode ser configurado para calcular a massa de substrato consumido pelo monitoramento do uso do sistema. Por exemplo, o conjunto de circuitos de controle pode calcular o consumo de substrato com base no número de vezes em que o elemento gerador de aerossol foi ativado. Alternativamente, o conjunto de circuitos de controle pode usar uma mudança no comportamento do sistema que indica o esvaziamento da porção de armazenamento para estimar a quantidade de substrato que permanece na porção de armazenamento.

[0015] A quantidade limite de substrato líquido formador de aerossol na porção de armazenamento de líquido pode ser uma quantidade absoluta ou uma quantidade relativa, por exemplo, um valor percentual.

[0016] Se a quantidade de substrato líquido formador de aerossol diminuiu, por exemplo, se a porção de armazenamento de líquido estiver vazia ou quase vazia, pode ser fornecida uma quantidade de insuficiente de substrato líquido formador de aerossol para o elemento gerador de aerossol. No caso de um aquecedor ser usado como elemento gerador de aerossol, isso pode levar a um aumento na temperatura do aquecedor. Assim, a temperatura do aquecedor, como captada pelo sensor de temperatura pode permitir que o conjunto de circuitos elétricos determine que a quantidade de substrato líquido formador de aerossol na porção de armazenamento de líquido tenha diminuído até um limite predeterminado.

[0017] O conjunto de circuitos de controle é preferivelmente configurado par emitir o sinal de desativação quando o conjunto de circuitos de controle detectar um funcionamento inadequado no sistema. Por exemplo, se um aquecedor é usado para gerar aerossol, um sensor de temperatura pode ser usado para detectar qualquer superaquecimento do aquecedor ou substrato. O sensor de temperatura é acoplado ao conjunto de circuitos de controle e o conjunto de circuitos de controle emite um sinal de desativação se a temperatura captada pelo sensor de temperatura excede um primeiro limite de temperatura. Isso é vantajoso porque permite que o sistema evite a geração de constituintes de aerossol indesejáveis ou perigosos.

[0018] O substrato formador de aerossol tem preferivelmente propriedades físicas, por exemplo, um ponto de ebulição, adequadas para uso no sistema gerador de aerossol. O substrato formador de aerossol é preferivelmente um líquido. O líquido preferivelmente compreende um material contendo tabaco compreendendo compostos voláteis com sabor de tabaco que são liberados do líquido mediante aquecimento. Alternativamente, ou conjuntamente, o líquido pode compreender um material que não seja tabaco. O líquido pode incluir água, solventes, etanol, extratos de planta e aromas naturais ou artificiais. Preferivelmente, o líquido compreende ainda um formador de aerossol. Exemplos de formadores de aerossol adequados são glicerina e propileno-glicol.

[0019] Preferivelmente a porção de armazenamento é configurada de modo que o substrato na porção de armazenamento é protegida do ar ambiente e, em algumas modalidades, da luz, de modo que o risco de degradação do substrato é significativamente reduzido. Além disso, um alto nível de higiene pode ser mantido.

[0020] O elemento gerador de aerossol é preferivelmente um aquecedor configurado para aquecer o substrato. Entretanto, outros elementos geradores de aerossol podem ser usados, tais como um transdutor de vibração.

[0021] O aquecimento é preferivelmente um aquecedor elétrico. O aquecedor elétrico pode compreender um único elemento aquecedor elétrico. Alternativamente, o aquecedor elétrico pode compreender mais que um elemento de aquecimento, por exemplo, dois, ou três, ou quatro, ou cinco, ou seis, ou mais elementos de aquecimento. O elemento aquecedor ou elementos aquecedores pode(m) ser posicionado(s) apropriadamente de modo a aquecer mais efetivamente o substrato líquido formador de aerossol.

[0022] Preferivelmente, o conjunto de circuitos de controle é configurado para emitir um sinal de desativação em resposta a uma medição de temperatura ou de resistência. Mais preferivelmente, o conjunto de circuitos de controle é configurado para emitir um sinal de desativação em resposta a uma determinação de que a temperatura ou resistência de um elemento aquecedor excedeu um limite predeterminado.

[0023] O elemento (ou elementos) aquecedor elétrico compreende preferivelmente um material eletricamente resistente. Materiais eletricamente resistentes adequados incluem, entre outros: semicondutores tais como cerâmica dopada, cerâmica eletricamente “condutora” (tal como, por exemplo, dissilicieto de molibdênio), carbono, grafite, metais, ligas de metal e materiais compostos feitos de um material de cerâmica e um material metálico. Esses materiais compósitos podem compreender cerâmica dopada ou não dopada. Exemplos de cerâmica dopada adequada incluem carbonetos de silício dopados. Exemplos de metais adequados incluem titânio, zircônio, tântalo e metais 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, tungstênio, estanho, gálio, manganês e ferro, e superligas com base em níquel, ferro, cobalto, aço inoxidável, Timetal®, ligas com base em ferro-alumínio e ligas com base em ferro-manganês-alumínio. Timetal® é uma marca registrada da Titanium Metals Corporation. Em materiais compósitos, o material eletricamente resistente pode ser opcionalmente embutido, encapsulado ou revestido com um material isolante ou vice-versa, dependendo da cinética da transferência de energia e das propriedades fisioquímicas externas requeridas. O elemento aquecedor pode compreender um laminado gravado metálico isolado entre duas camadas de um material inerte. Naquele caso, o material inerte pode compreender Kapton®, laminado inteiro de polimida ou de mica. Kapton® é uma marca registrada da E.I. Du Pont de Nemours and Company.

[0024] O elemento aquecedor elétrico pode tomar qualquer forma adequada. Por exemplo, o elemento aquecedor elétrico mínimo pode tomar a forma de uma lâmina de aquecimento. Alternativamente, o elemento aquecedor elétrico pode tomar a forma de um invólucro ou substrato tendo diferentes porções eletrocondutoras ou um tubo metálico eletricamente resistente. A porção de armazenamento pode incorporar um elemento aquecedor descartável. Alternativamente, uma ou mais agulhas ou hastes aquecedor que atravessam o substrato formador de aerossol também podem ser adequados. Alternativamente, o elemento aquecedor elétrico pode compreender uma chapa flexível de material. 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 aquecedor pode ser depositado em um material portador rígido ou sobre o mesmo.

[0025] O elemento aquecedor pode compreender um dissipador de calor, ou um reservatório de calor compreendendo um material capaz de absorver e armazenar calor e subsequentemente liberar o calor ao longo do tempo para aquecer o substrato formador de aerossol. O dissipador de calor pode ser formado de qualquer material adequado, tal como um metal adequado ou material de cerâmica. Preferivelmente, o material tem uma alta capacidade térmica (material de armazenamento térmico sensível), ou é um material capaz de absorver e posteriormente liberar calor por um processo reversível, tal como uma mudança de fase em alta temperatura. Materiais de armazenamento térmico sensíveis adequados incluem sílica gel, alumina, carbono, tecido de vidro, fibra de vidro, minerais, um metal ou liga como alumínio, prata ou chumbo, e um material de celulose tal como papel. Outros materiais adequados que liberam calor por uma mudança de fase reversível incluem parafina, acetato de sódio, naftaleno, cera, óxido de polietileno, um metal, um sal metálico, uma mistura de sais eutécticos ou uma liga.

[0026] O dissipador de calor ou o reservatório de calor podem ser posicionados de modo a estarem diretamente em contato com o substrato formador de aerossol e podem transferir o calor armazenado diretamente para o substrato. Alternativamente, o calor armazenado no dissipador de calor ou no reservatório de calor pode ser transferido para o substrato formador de aerossol por meio de um condutor térmico, tal como um tubo metálico.

[0027] O aquecedor pode aquecer o substrato líquido formador de aerossol por meio de condução. O aquecedor pode estar pelo menos parcialmente em contato com o substrato. Alternativamente, o calor do aquecedor pode ser conduzido para o substrato por meio de um elemento condutor térmico.

[0028] Alternativamente, o aquecedor pode transferir calor para o ar ambiente que está entrando puxado através do sistema gerador de aerossol eletricamente operado durante o uso, o que por sua vez aquece o substrato formador de aerossol por convecção. O ar ambiente pode ser aquecido antes de passar através do substrato formador de aerossol. Alternativamente, o ar ambiente pode ser primeiramente puxado através do substrato e a seguir aquecido.

[0029] Preferivelmente, o substrato formador de aerossol é um líquido à temperatura ambiente e o sistema gerador de aerossol compreende ainda um pavio capilar para transportar o substrato líquido formador de aerossol da porção de armazenamento para o elemento gerador de aerossol.

[0030] Preferivelmente, o pavio capilar é posicionado de modo a estar em contato com líquido na porção de armazenamento. Preferivelmente, o pavio capilar se estende para o interior da porção de armazenamento. Neste caso, em uso, o líquido é transferido da porção de armazenamento para o aquecedor elétrico (ou outro elemento gerador de aerossol) pela ação capilar no pavio capilar. Em uma modalidade, o pavio capilar tem uma primeira extremidade e uma segunda extremidade, a primeira extremidade estendendo-se para o interior da porção de armazenamento para contato com o líquido que lá está, e um aquecedor elétrico estando posicionado para aquecer líquido na segunda extremidade. Quando o aquecedor é ativado, o líquido na segunda extremidade do pavio capilar é vaporizado pelo elemento aquecedor mínimo do aquecedor para formar o vapor supersaturado. O vapor supersaturado é misturado com o fluxo de ar e transportado pelo mesmo. Durante o fluxo, o vapor se condensa para formar o aerossol e o aerossol é transportado na direção da boca de um usuário. O substrato líquido formador de aerossol tem propriedades físicas, incluindo viscosidade, que permitem ao líquido ser transportado através do pavio capilar por ação capilar.

[0031] 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 filetes ou outros tubos de calibre fino. As fibras ou filetes podem estar em geral alinhados na direção longitudinal do sistema gerador de aerossol. Alternativamente, o pavio capilar pode compreender um material semelhante a esponja ou semelhante a espuma formado em forma de haste. A forma de haste pode se estender ao longo da direção longitudinal do sistema gerador de aerossol. A estrutura do pavio forma uma pluralidade de pequenos orifícios ou tubos, através dos quais o líquido pode ser transportado pela ação capilar. O pavio capilar pode compreender qualquer material ou combinação de materiais adequados. Exemplos de materiais adequados são materiais capilares, por exemplo, um material de esponja ou espuma, materiais à base de cerâmica ou grafite na forma de fibras ou pós sinterizados, material espumado de metal ou plástico, um material fibroso feito, por exemplo, de fibras torcidas ou extrudadas, tais como acetato de celulose, poliéster ou fibras aglutinadas de poliolefina, polietileno, terileno ou polipropileno, fibras de náilon ou cerâmica. O pavio capilar pode ter qualquer capilaridade e porosidade adequadas de modo a ser usado com diferentes propriedades físicas e líquidas. O líquido tem propriedades físicas, incluindo, entre outras, viscosidade, tensão superficial, densidade, condutividade térmica, ponto de ebulição e pressão de vapor, que permitem que o líquido seja transportado através do dispositivo capilar pela ação capilar.

[0032] Preferivelmente, o elemento gerador de aerossol se encontra na forma de um fio ou filamento aquecedor cercando, e opcionalmente suportando, o pavio capilar. As propriedades capilares do pavio, combinadas com as propriedades do substrato líquido, asseguram que, durante o uso normal, quando há bastante substrato formador de aerossol, o pavio está sempre molhado na área de aquecimento.

[0033] O sistema gerador de aerossol pode compreender um mostrador de usuário. Neste caso, a indicação pode compreender uma indicação no mostrador do usuário. Alternativamente, a indicação pode compreender uma indicação audível, ou qualquer outro tipo adequado de indicação para um usuário.

[0034] O sistema gerador de aerossol pode compreender ainda um suprimento de energia elétrica. Preferivelmente, o sistema gerador de aerossol compreende um alojamento. Preferivelmente, o alojamento é alongado. Se o aerossol gerado inclui um pavio capilar, em uso o eixo geométrico longitudinal do pavio capilar e o eixo geométrico longitudinal do alojamento podem estar substancialmente paralelos. O alojamento pode compreender um invólucro e um bocal. Nesse caso, todos os componentes podem estar contidos ou no invólucro ou no bocal. Em uma modalidade preferida, o alojamento inclui um cartucho descartável compreendendo a porção de armazenamento, o pavio capilar e o aquecedor. Naquela modalidade, aquelas partes do sistema gerador de aerossol podem ser removíveis do alojamento como um só componente.

[0035] O alojamento pode compreender qualquer material ou combinação de materiais adequados. Exemplos de materiais adequados incluem metais, ligas, plásticos ou materiais compósitos contendo um ou mais desses materiais, ou termoplásticos que são adequados para aplicações em alimentos ou produtos farmacêuticos, por exemplo, polipropileno, polieteretercetona (PEEK) e polietileno. Preferivelmente, o material é leve e não quebradiço.

[0036] Preferivelmente, o sistema gerador de aerossol é portátil. O sistema gerador de aerossol pode ser um sistema para fumar e pode ter um tamanho comparável a um charuto ou cigarro convencional. O sistema para fumar pode ter um comprimento total entre aproximadamente 30 mm e aproximadamente 100 mm. O sistema para fumar pode ter um diâmetro externo entre aproximadamente 5 mm e aproximadamente 13 mm.

[0037] Preferivelmente, o sistema gerador de aerossol eletricamente operado é um sistema para fumar eletricamente aquecido.

[0038] Em um segundo aspecto, a invenção proporciona um cartucho para uso em um sistema gerador de aerossol, o cartucho compreendendo:

[0039] um substrato formador de aerossol; e

[0040] meio de desativação para tornar o cartucho inoperável no sistema gerador de aerossol, o meio de desativação configurado para ser ativado por um sinal do sistema gerador de aerossol.

[0041] O substrato formador de aerossol e o meio de desativação podem tomar qualquer uma das formas descritas em relação ao primeiro aspecto da invenção. O cartucho pode incluir uma porção de armazenamento para armazenar o substrato formador de aerossol e pode incluir um pavio capilar como descrito em relação ao primeiro aspecto da invenção. O cartucho pode incluir ainda um elemento gerador de aerossol como descrito em relação ao primeiro aspecto da invenção. O cartucho pode incluir ainda um ou mais dentre um conjunto de circuitos de controle, um suprimento de energia e uma interface de usuário como descrito em relação ao primeiro aspecto da invenção.

[0042] Em um terceiro aspecto, a invenção proporciona um dispositivo gerador de aerossol para uso com um cartucho descartável, o cartucho descartável contendo um substrato formador de aerossol e um meio de desativação configurados para tornar o cartucho inoperável no dispositivo gerador de aerossol em resposta a um sinal de desativar, o sistema gerador de aerossol compreendendo:

[0043] conjunto de circuitos de controle configurado para emitir um sinal de desativação para o meio de desativação quando a quantidade de substrato formador de aerossol na porção de armazenamento é determinada ou estimada como estando abaixo de uma quantidade limite ou quando um funcionamento inadequado é detectado.

[0044] O conjunto de circuitos de controle pode ser configurado como descrito em relação ao primeiro aspecto da invenção. O dispositivo gerador de aerossol pode incluir ainda um elemento gerador de aerossol como descrito em relação ao primeiro aspecto da invenção. O cartucho pode incluir ainda um ou mais dentre uma superfície de energia e uma interface de usuário como descrito em relação ao primeiro aspecto da invenção.

[0045] De acordo com um quarto aspecto da invenção, é proporcionado um método em um sistema gerador de aerossol compreendendo uma porção de armazenamento para armazenar substrato formador de aerossol, um elemento gerador de aerossol para gerar um aerossol a partir do substrato formador de aerossol, conjunto de circuitos de controle em comunicação com a porção de armazenamento e meio de desativação associado à porção de armazenamento para tornar a porção de armazenamento inoperável no sistema gerador de aerossol em resposta a um sinal de desativação vindo do conjunto de circuitos de controle, o método compreendendo:

[0046] enviar um sinal de desativação a partir do conjunto de circuitos para o meio de desativação em seguida a uma constatação de que uma quantidade do substrato de aerossol na porção de armazenamento está abaixo de um nível limite ou em seguida a uma constatação de um funcionamento inadequado do sistema.

[0047] De acordo com um quinto aspecto da invenção, é proporcionado um conjunto de circuitos elétricos para um sistema gerador de aerossol, o conjunto de circuitos elétricos sendo posicionado para realizar o método do segundo aspecto da invenção.

[0048] De acordo com um sexto aspecto da invenção, é proporcionado um programa de computador o qual, quando executado no conjunto de circuitos elétricos para um sistema gerador de aerossol, faz com que o conjunto de circuitos elétricos programável ponha em prática o método do segundo aspecto da invenção.

[0049] Aspectos descritos em relação ao sistema gerador de aerossol da invenção também podem ser aplicáveis ao método da invenção. E aspectos descritos em relação ao método da invenção também podem ser aplicáveis ao sistema gerador de aerossol da invenção.

[0050] A invenção será descrita ainda, apenas a título de exemplo, com referência aos desenhos anexos, nos quais:

[0051] A Figura 1 mostra um exemplo de um sistema gerador de aerossol eletricamente operado tendo uma porção de armazenamento de líquido; e

[0052] A Figura 2 é uma ilustração esquemática de um mecanismo de desativação adequado para uso em um sistema como mostrado na Figura 1.

[0053] A Figura 1 mostra um exemplo de um sistema gerador de aerossol eletricamente operado tendo uma porção de armazenamento de líquido. Na Figura 1, o sistema é um sistema para fumar. O sistema para fumar 100 da Figura 1 compreende um alojamento tendo uma extremidade de bocal 103 e uma extremidade de corpo 105. Na extremidade de corpo, é proporcionado um suprimento de energia elétrica na forma da bateria 107 e um conjunto de circuitos elétricos de controle 109. Um sistema de detecção de baforada 111 também é proporcionado em conjunto com o conjunto de circuitos elétricos de controle 109. Na extremidade de bocal, é proporcionada uma porção de armazenamento de líquido na forma de cartucho 113 contendo líquido 115, um pavio capilar 117 e um aquecedor 119. Observe-se que o aquecedor é mostrado apenas em forma esquemática na Figura 1. Na modalidade exemplificativa mostrada na Figura 1, uma extremidade do pavio capilar 117 se estende para o interior 113 e a outra extremidade do pavio capilar 117 é cercada pelo aquecedor 119. O aquecedor está conectado ao conjunto de circuitos elétricos de controle por conexões 121, que podem passar ao longo do lado de fora do cartucho 113 (não mostrado na Figura 1). O alojamento 101 inclui também uma entrada de ar 123, uma saída de ar 125 na extremidade de bocal, e uma câmara formadora de aerossol 127.

[0054] Em uso, a operação é como a seguir. O líquido 115 é transportado por ação capilar do cartucho 113 da extremidade do pavio 117 que se estende até o interior do cartucho até a outra extremidade do pavio que está cercado pelo aquecedor 119. Quando um usuário suga o sistema gerador de aerossol na saída de ar 125, ar ambiente é puxado através da entrada de ar 123. No arranjo mostrado na Figura 1, o sistema de detecção de baforada 111 capta a baforada e ativa o aquecedor 119. A bateria 107 proporciona energia elétrica para o aquecedor 119 para aquecer a extremidade do pavio 117 cercada pelo aquecedor. O líquido naquela extremidade do pavio 117 é vaporizado pelo aquecedor 119 para criar um vapor supersaturado. Ao mesmo tempo, o líquido sendo vaporizado é substituído por mais líquido que se move ao longo do pavio 117 por ação capilar (isso algumas vezes é chamado de “ação de bombeamento”). O vapor supersaturado criado é misturado ao fluxo de ar vindo da entrada de ar 123 e transportado no mesmo. Na câmara formadora de aerossol 127, o vapor se condensa para formar um aerossol tragável, que é levado na direção da saída 125 e para dentro da boca do usuário.

[0055] Na modalidade mostrada na Figura 1, o conjunto de circuitos de controle elétrico 109 e o sistema de detecção de baforada 111 são preferivelmente programáveis. O conjunto de circuitos de controle elétrico 109 e o sistema de detecção de baforada 111 podem ser usados para gerenciar a operação do sistema gerador de aerossol. Isso ajuda no controle do tamanho de partícula no aerossol.

[0056] A Figura 1 mostra um exemplo de um sistema gerador de aerossol eletricamente operado de acordo com a presente invenção. Muitos outros exemplos são possíveis, entretanto. Além disso, observe- se que a Figura 1 é esquemática por natureza. Em particular, os componentes mostrados não estão em escala nem individualmente nem na relação entre os mesmos. O sistema gerador de aerossol precisa incluir ou receber um substrato formador de aerossol. O sistema gerador de aerossol requer algum tipo de elemento gerador de aerossol do substrato formador de aerossol. Por último, o sistema gerador de aerossol requer um conjunto de circuitos de controle para desativação o sistema. Isso será descrito abaixo com referência à Figura 2. Por exemplo, o sistema não precisa ser um sistema para fumar. Um sistema de detecção de baforada não precisa ser proporcionado. Ao contrário, o sistema pode operar por ativação manual, por exemplo, o usuário operando uma chave quando uma baforada é dada. Por exemplo, a forma e o tamanho como um todo do alojamento podem ser alterados. Além disso, o sistema pode não incluir um pavio capilar.

[0057] Entretanto, em uma modalidade preferida, o sistema inclui efetivamente um pavio capilar para transportar substrato líquido de uma porção de armazenamento para pelo menos um elemento de aquecimento. O pavio capilar pode ser feito de uma variedade de materiais porosos ou capilares e tem preferivelmente uma capilaridade conhecida, pré-definida. Exemplos incluem materiais com base em cerâmica ou grafite na forma de fibras ou pós sinterizados. Pavios de diferentes porosidades podem ser usados para acomodar diferentes propriedades físicas do líquido tais como densidade, viscosidade, tensão superficial e pressão de vapor. O pavio tem de ser adequado de modo que a quantidade exigida de líquido possa ser enviada para o aquecedor. Preferivelmente, o aquecedor compreende pelo menos um fio ou filamento aquecedor estendendo-se em volta do pavio capilar.

[0058] O sistema gerador de aerossol da invenção inclui conjunto de circuitos de controle que é operável para desativar o cartucho 113. Isto pode ser feito por várias razões. Em uma modalidade preferida o conjunto de circuitos de controle é configurado para determinar uma quantidade de substrato formador de aerossol na porção de armazenamento. Quando a porção de armazenamento de líquido é determinada como estando vazia ou quase vazia, o conjunto de circuitos de controle 109 desativa o cartucho 113. Isto acontece prinicipalmente porque se a porção de armazenamento estiver quase vazia, insuficiente substrato líquido formador de aerossol, pode ser fornecido ao aquecedor. Isto pode significar que o aerossol criado e tragado pelo usuário não tem as propriedades desejadas, por exemplo, o tamanho de partícula do aerossol. Isto pode resultar em uma experiência insatisfatória para o usuário. Além disso, é vantajoso proporcionar um mecanismo através do qual o utilizador pode ser informado de que a porção de armazenamento de líquido está vazia ou quase vazia. O usuário pode se preparar então para substituir a porção de armazenamento. A desativação dos cartuchos vazios também proporciona segurança ao usuário. Existe o risco de que os cartuchos possam ser reabastecidos com substâncias inferiores e possivelmente perigosas. Mas, ao desativar os cartuchos de uma forma permanente, eles não podem ser reabastecidos ou usados novamente.

[0059] A Figura 2 ilustra uma modalidade de um sistema de desativação que pode ser empregado em um sistema como descrito com referência à Figura 1. O sistema de desativação da Figura 2 tem duas partes. Uma parte é mantida no cartucho descartável 113 e a outra parte é mantida no conjunto de circuitos de controle 109. Um fusível elétrico 201está localizado no descartável. Um orifício de ligação de três contatos 221 é usado para interfacear a porção de armazenamento do descartável 113 e o corpo principal do dispositivo 101. A parte descartável contém o elemento aquecedor 119 que tem a forma de um sinal modulado, é controlado pela saída digital 205 no microcontrolador 203 e através do transístor T1. O elétrodo positivo da bateria 207 está conectado à outra perna do elemento aquecedor 119 e do fusível elétrico 201.

[0060] Na modalidade mostrada na Figura 2 uma determinação de que o cartucho 113 está quase vazio é feita pelo monitoramento da temperatura do elemento aquecedor 119. Se o cartucho estiver quase vazio, será proporcionado pouco substrato líquido formador de aerossol ao aquecedor através do pavio. Isto resulta no aumento de temperatura do aquecedor, uma vez que menos energia é usada para vaporizar, vaporizando o substrato. Assim, a temperatura do aquecedor permite ao conjunto de circuitos de controle determinar que a quantidade de substrato líquido formador de aerossol diminuiu até um limite predeterminado. Uma vez que a temperatura crítica for atingida, o descartável é desativado para evitar a violação do descartável pelo consumidor como por exemplo o reabastecimento do cartucho. A desativação também proporciona ao consumidor uma indicação de que o descartável precisa ser substituído. A desativação do produto também impede a geração de constituintes nocivos formados por um excesso de calor.

[0061] A medida da temperatura do elemento aquecedor é com base no cálculo da corrente que passa através da resistência 209. Isto é determinado a partir do sinal para a entrada 213 e na tensão da bateria convertida em valores digitais através das duas entradas análogas no microcontrolador. À medida que a temperatura do elemento aquecedor aumenta, o mesmo acontece com a sua resistência. A relação entre a resistência e a temperatura para o elemento aquecedor pode ser programada ou armazenada no microcontrolador. Quando o microcontrolador determina que a temperatura crítica foi alcançada, o microcontrolador ativa a saída digital 211 ligada ao transistor T2, que queima o fusível elétrico 201. Após esta operação, cada vez que o usuário faz um movimento de sucção no dispositivo, o microcontrolador 203 verifica a validade do fusível 201 através de um linha de habilitação do descartável 215 e se a ligação estiver perdida o dispositivo então não irá operar. Quando o descartável for substituído por um novo, com um fusível intacto, o sistema retorna ao modo de operação normal.

[0062] Deve ficar claro que outros meios para desativar o cartucho são possíveis e outras configurações de circuito possíveis ao se usar um fusível ou outro componente eletrônico comutável ou interruptor. Por exemplo, um sensor de temperatura exclusivo pode ser conectado ao microcontrolador posicionado para detectar a temperatura do elemento de aquecimento.

[0063] O conjunto de circuitos de controle pode ser configurado para informar ao usuário quando o conjunto de circuitos de controle determina que a quantidade de líquido na porção de armazenamento de líquido diminuiu até um primeiro limite, e o cartucho desativado quando o conjunto de circuitos de controle determina que o quantidade de líquido na porção de armazenamento de líquido diminuiu até um segundo limite. Por exemplo, se o sistema gerador de aerossol incluir um mostrador para o usuário, pode ser indicado no mostrador de usuário que a porção de armazenamento de líquido está vazia ou quase vazia e uma estimativa do número de baforadas antes da desativação ocorrer pode ser proporcionada. Alternativamente ou adicionalmente, um som audível pode indicar ao usuário que a porção de armazenamento de líquido está vazia ou quase vazia. Métodos alternativos para indicar ao usuário que a porção de armazenamento de líquido está vazia ou quase vazia são possíveis, é claro. Uma vantagem de se avisar ao usuário é que o usuário pode então se preparar para substituir a porção de armazenamento de líquido.

[0064] A presente invenção proporciona um sistema e método para tornar um cartucho descartável inoperável em um sistema gerador de aerossol. Isto tem benefícios com relação à segurança, bem como proporciona benefícios em termos de experiência do usuário e de conveniência. Embora uma modalidade em especial tenha sido descrita, há diversas maneiras para desativar o cartucho descartável e diversas condições sob as quais o meio de desativação pode ser ativado que se inserem no escopo da invenção.

Claims

Sistema para fumar eletricamente operado compreendendo:
uma porção de armazenamento (113) para armazenar um substrato formador de aerossol;
um elemento gerador de aerossol (119) para gerar um aerossol a partir do substrato formador de aerossol;
conjunto de circuitos de controle (109) em comunicação com a porção de armazenamento (113) ou com o elemento gerador de aerossol (119); caracterizado pelo fato de quemeio de desativação (201) para tornar a porção de armazenamento inoperável no sistema gerador de aerossol em resposta a um sinal de desativação a partir do conjunto de circuitos de controle,
em que o conjunto de circuitos de controle (109) é configurado para determinar ou estimar quando uma quantidade de substrato formador de aerossol (115) na porção de armazenamento (113) está abaixo de uma quantidade limite, e para emitir o sinal de desativação quando a quantidade de substrato formador de aerossol (115) na porção de armazenamento (113) for determinada ou estimada como estando abaixo da quantidade limite.
Sistema para fumar eletricamente operado, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda um corpo principal (101), em que a porção de armazenamento (113) é um cartucho descartável configurado para se acoplar ao corpo principal (101).
Sistema para fumar eletricamente operado, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o conjunto de circuitos de controle (109) é disposto no corpo principal (101) do sistema gerador de aerossol.
Sistema para fumar eletricamente operado, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o meio de desativação (201) é um componente que é configurado para ser comutado ou danificado pelo sinal de desativação.
Sistema para fumar eletricamente operado, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o componente (201) é um fusível elétrico.
Sistema para fumar eletricamente operado, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o componente (201) é um comutador elétrico ou uma informação digital que interage com o conjunto de circuitos de controle e que representa um estado de ativar/desativar para a porção de armazenamento.
Sistema para fumar eletricamente operado, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o conjunto de circuitos de controle (109) é configurado para emitir o sinal de desativação quando o conjunto de circuitos de controle detectar um funcionamento inadequado no sistema gerador de aerossol.
Sistema para fumar eletricamente operado, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o elemento gerador de aerossol para gerar um aerossol a partir do substrato formador de aerossol é um aquecedor (119) configurado para aquecer o substrato.
Cartucho (113) para uso em um sistema para fumar eletricamente operado, o cartucho compreendendo
um substrato formador de aerossol (115); e caracterizado pelo fato de quemeio de desativação (201) para tornar o cartucho inoperável no sistema gerador de aerossol, o meio de desativação configurado para ser ativado por um sinal do sistema gerador de aerossol.
Cartucho, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o meio de desativação (201) é um componente elétrico (201) que é configurado para ser comutado ou danificado pelo sinal.
Dispositivo para fumar eletricamente operado para uso com um cartucho descartável (113) contendo um substrato formador de aerossol e um meio de desativação (201) configurado para tornar o cartucho inoperável no dispositivo gerador de aerossol, em resposta a um sinal de desativação, caracterizado pelo fato de que o sistema gerador de aerossol compreende:
conjunto de circuitos de controle (109) configurado para emitir um sinal de desativação ao meio de desativação (201) quando a quantidade de substrato formador de aerossol (115) na porção de armazenamento (113) for determinada ou estimada como estando abaixo da quantidade limite ou quando um funcionamento inadequado for detectado.
Dispositivo para fumar eletricamente operado, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que o conjunto de circuitos de controle é configurado para determinar ou estimar quando uma quantidade de substrato formador de aerossol na porção de armazenamento está abaixo da quantidade limite.
Método em um sistema para fumar eletricamente operado caracterizado pelo fato de que compreende uma porção de armazenamento para armazenar substrato formador de aerossol, um elemento gerador de aerossol para gerar um aerossol a partir do substrato formador de aerossol, conjunto de circuitos de controle em comunicação com a porção de armazenamento e meio de desativação associado à porção de armazenamento configurado para tornar a porção de armazenamento inoperável no sistema gerador de aerossol em resposta a um sinal de desativação a partir do conjunto de circuitos de controle, o método compreendendo:
enviar um sinal de desativação a partir do conjunto de circuitos de controle para o meio de desativação em seguida a uma determinação de que uma quantidade do substrato de aerossol na porção de armazenamento está abaixo de um nível limite ou em seguida a uma determinação de um funcionamento inadequado do sistema.