BR112014004818B1

BR112014004818B1 - aparelho para aquecer material fumável e método para aquecer material fumável

Info

Publication number: BR112014004818B1
Application number: BR112014004818-5A
Authority: BR
Inventors: Petr Alexandrovich Egoyants; Dmitry Mikhailovich Volobuev; Pavel Nikolaevich Fimin; Oleg Jurievich Abramov
Original assignee: British American Tobacco (Investments) Limited.
Priority date: 2011-09-06
Filing date: 2012-08-24
Publication date: 2021-01-05
Also published as: US20180271171A1; CA2845754A1; EP3354144B8; KR20200010617A; AU2012306505B2; EP2753203A1; RU2604022C2; JP2021118738A; CN107259647A; CN103763954A; WO2013034460A1; AR088437A1; JP2017018138A; EP2753203B2; US9999256B2; US9980523B2; ES2671727T3; JP2014525251A; ES2859223T3; CA3162870A1

Abstract

APARELHO E SEU USO, MÉTODO PARA AQUECER MATERIAL FUMÁVEL E MÉTODO PARA FABRICAR UM APARELHO DE AQUECIMENTO DE MATERIAL FUMÁVEL. A presente invenção refere-se a um aparelho compreendendo um aquecedor de material fumável, configurado para aquecer uma primeira região de material fumável a uma temperatura volatilizante suficiente para volatilizar um componente de material fumável e simultaneamento aquecer uma segunda região de material fumável a uma temperatura inferior à referida temperatura volatilizante, mas que seja suficiente para prevenir a condensação de componentes volatilizados do material fumável. Um método de aquecimento de material fumável também é descrito.

Description

CAMPO DA INVENÇÃO

[0001] Esta invenção se refere ao aquecimento de materiais fumáveis.

ANTECEDENTES

[0002] Artigos de fumo tais como cigarros e charutos queimam o tabaco durante o uso para criar a fumaça de tabaco. Tentativas foram feitas para fornecer alternativas a esses artigos de fumo ao criar produtos que liberam os componentes sem criar a fumaça de tabaco. Exemplos de tais produtos são os assim chamados produtos de calor sem queima que liberam componentes por aquecimento, mas sem queimar o tabaco. SUMÁRIO

[0003] De acordo com a invenção, é proporcionado um aparelho compreendendo um aquecedor de material fumável, configurado para aquecer uma primeira região do material fumável a uma temperatura volatilizante suficiente para volatilizar um componente do material fumável e para simultaneamente aquecer uma segunda região de material fumável a uma temperatura inferior à referida temperatura volatilizante, mas que é suficiente para prevenir a condensação de componentes volatilizados do material fumável.

[0004] O aparelho pode ser configurado para controlar a temperatura da primeira região de material fumável independentemente da temperatura da segunda região de material fumável.

[0005] O aquecedor pode compreender uma pluralidade de regiões de aquecimento incluindo uma primeira região de aquecimento disposta para aquecer a primeira região de material fumável e uma segunda região de aquecimento disposta para simultaneamente aquecer a segunda região de material fumável.

[0006] A pluralidade de operável separadamente e simultaneamente diferentes diferentes temperaturas.

[0007] O aparelho pode ser configurado para fazer com que a primeira região de aquecimento aqueça a primeira região de material fumável a referida temperatura volatilizante e para fazer com que a segunda região de calor simultaneamente aqueça a segunda região de material fumável à referida temperatura inferior.

[0008] Subsequentemente, o aparelho pode ser configurado para fazer com que a primeira região de aquecimento aqueça a primeira região de material fumável à referida temperatura inferior e para fazer com que a segunda região de aquecimento simultaneamente aqueça a segunda região de material fumável a referida temperatura volatilizante.

[0009] Subsequentemente, o aparelho pode ser configurado para fazer com que uma terceira região de aquecimento aqueça uma terceira região de material fumável a referida temperatura volatilizante e para fazer com que a primeira e/ou segunda região(ões) de aquecimento aqueçam a primeira e/ou segunda regiões de material fumável à referida temperatura inferior.

[0010] O aparelho pode ser configurado para sucessivamente aquecer diferentes regiões de material fumável a referida temperatura volatilizante enquanto que simultaneamente aquece regiões do material fumável não aquecidas a referida temperatura volatilizante para a referida temperatura inferior para impedir a condensação dos componentes volatilizados.

[0011] O aparelho pode compreender uma câmara de aquecimento de material fumável para conter o material fumável durante o aquecimento.

[0012] A câmara de aquecimento pode estar localizada adjacente ao aquecedor.

[0013] A temperatura inferior pode impedir a condensação de componentes volatilizados na câmara de aquecimento.

[0014] O aparelho pode compreender um bocal através do qual os componentes volatilizados do material fumável podem ser inalados. A temperatura volatilizante pode ser 100 graus Celsius ou superior.

[0015] A temperatura inferior pode ser menos de 100 graus Celsius.

[0016] De acordo com a invenção, é proporcionado um método de fabricação do aparelho.

[0017] De acordo com a invenção, é proporcionado um método de aquecer material fumável compreendendo: aquecer uma primeira região do material fumável a uma temperatura de volatilização para volatilizar pelo menos um componente do material fumável para inalação; e simultaneamente aquecer uma segunda região do material fumável a uma temperatura inferior à temperatura de volatilização, mas que é suficiente para impedir a condensação de componentes volatilizados do material fumável.

[0018] Para fins de exemplos apenas, concretizações da invenção serão agora descritas abaixo com referência às figuras anexas, nas quais:

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

[0019] A Figura 1 é uma ilustração em perspectiva, parcialmente em corte, de um aparelho configurado para aquecer material fumável para liberar componentes aromáticos e/ou nicotina a partir do material fumável;

[0020] A Figura 2 é uma ilustração de um aparelho configurado para aquecer material fumável, no qual um aquecedor é localizado externamente à câmara de aquecimento de material fumável de modo a fornecer calor em uma direção radialmente para dentro para aquecer o material fumável nele;

[0021] A Figura 3 é uma ilustração em perspectiva, parcialmente em corte, de um aparelho configurado para aquecer material fumável, no qual o material fumável é fornecido ao redor de um aquecedor de cerâmica alongado dividido em seções de aquecimento radiais;

[0022] A Figura 4 é uma vista explodida, parcialmente em corte, de um aparelho configurado para aquecer material fumável, no qual o material fumável é fornecido ao redor de um aquecedor de cerâmica alongado dividido em seções de aquecimento radiais;

[0023] A Figura 5 é uma ilustração em perspectiva, parcialmente em corte, de um aparelho configurado para aquecer material fumável, no qual o material fumável é fornecido em um aquecedor de infravermelho alongado;

[0024] A Figura 6 é uma vista explodida, parcialmente em corte, de um aparelho configurado para aquecer material fumável, no qual o material fumável é fornecido em um aquecedor de infravermelho alongado;

[0025] A Figura 7 é uma ilustração esquemática de parte de um aparelho configurado para aquecer material fumável, no qual o material fumável é fornecido ao redor de uma pluralidade de seções de aquecimento longitudinais alongadas espaçadas ao redor de um eixo longitudinal central;

[0026] A Figura 8 é uma ilustração em perspectiva de parte de um aparelho configurado para aquecer material fumável, no qual as regiões de material fumável são fornecidas entre pares de placas de aquecimento verticais;

[0027] A Figura 9 é uma ilustração em perspectiva do aparelho mostrado na Figura 7, no qual um alojamento externo é adicionalmente ilustrado;

[0028] A Figura 10 é uma vista explodida de parte de um aparelho configurado para aquecer material fumável, no qual as regiões de material fumável são fornecidas entre pares de placas de aquecimento verticais;

[0029] A Figura 11 é um fluxograma mostrando um método para ativar regiões de aquecimento e para abrir e fechar válvulas da câmara de aquecimento durante a tragada;

[0030] A Figura 12 é uma ilustração esquemática de um fluxo gasoso através de um aparelho configurado para aquecer material fumável;

[0031] A Figura 13 é uma ilustração gráfica de um padrão de aquecimento que pode ser usado para aquecer material fumável utilizando um aquecedor;

[0032] A Figura 14 é uma ilustração esquemática em corte transversal de uma seção de isolamento de vácuo configurada para isolar o material fumável aquecido da perda de calor;

[0033] A Figura 15 é outra ilustração esquemática em corte transversal de uma seção de isolamento à vácuo configurada para isolar o material fumável aquecido da perda de calor;

[0034] A Figura 16 é uma ilustração esquemática em corte transversal de uma ponte térmica resistiva de calor que segue um caminho indireto a partir de uma parede de isolamento de temperatura mais alta para uma parede de isolamento de temperatura mais baixa.

[0035] A Figura 17 é uma ilustração esquemática em corte transversal de um escudo de calor e uma janela transparente ao calor que são móveis em relação ao corpo do material fumável para seletivamente permitir que a energia térmica seja transmitida a diferentes seções do material fumável através da janela; e

[0036] A Figura 18 é uma ilustração esquemática em corte transversal de parte de um aparelho configurado para aquecer material fumável, no qual uma câmara de aquecimento é hermeticamente selável por válvulas de retenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0037] Tal como aqui usado, o termo “material fumável” inclui qualquer material que proporciona componentes volatilizados sob aquecimento e inclui qualquer material contendo tabaco e pode, por exemplo, incluir um ou mais entre tabaco, derivados de tabaco, tabaco expandido, tabaco reconstituído ou substitutos de tabaco.

[0038] Um aparelho 1 para aquecer material fumável compreende uma fonte de energia 2, um aquecedor 3 e uma câmara de aquecimento 4. A fonte de energia 2 pode compreender uma bateria tal como uma bateria de íons Li, bateria de Ni, bateria alcalina e/ou semelhantes, e é eletricamente acoplada ao aquecedor 3 para proporcionar energia elétrica para o aquecedor 3 quando requerida. A câmara de aquecimento 4 é configurada para receber material fumável 5 de modo que o material fumável 5 possa ser aquecido na câmara de aquecimento 4. A câmara de aquecimento 4 é localizada adjacente ao aquecedor 3 de modo que a energia térmica do aquecedor 3 aqueça o material fumável 5 para volatilizar componentes aromáticos e nicotina no material fumável 5, sem queimar o material fumável 5. Um bocal 6 é provido através do qual um usuário do aparelho 1 possa inalar os componentes volatilizados durante o uso do aparelho 1. O material fumável 5 pode compreender uma mistura de tabaco.

[0039] O aquecedor 3 pode compreender um aquecedor 3 substancialmente cilíndrico alongado e a câmara de aquecimento 4 pode estar localizada tanto externamente quanto internamente a uma superfície externa longitudinal do aquecedor 3. Por exemplo, com referência a Figura 1, a câmara de aquecimento 4 pode estar localizada ao redor do exterior de uma superfície circunferencial longitudinal do aquecedor 3. A câmara de aquecimento 4 e o material fumável 5 podem, portanto, compreender camadas coaxiais ao redor do aquecedor 3. Alternativamente, com referência à Figura 2, a câmara de aquecimento 4 pode estar localizada internamente à superfície longitudinal do aquecedor 3 de modo que a câmara de aquecimento 4 compreenda um núcleo ou outra cavidade interna de superfície de aquecimento. Como será evidente a partir das discussões abaixo, outros formatos e configurações do aquecedor 3 e da câmara de aquecimento 4 podem alternativamente ser usados.

[0040] Um alojamento 7 pode conter componentes do aparelho 1 tal como a fonte de energia 2 e o aquecedor 3. O alojamento 7 pode compreender um tubo aproximadamente cilíndrico com a fonte de energia 2 localizada em direção à sua primeira extremidade 8 e o aquecedor 3 e a câmara de aquecimento 4 localizados em direção à sua segunda extremidade oposta. A fonte de energia 2 e o aquecedor 3 se estendem ao longo do eixo longitudinal do alojamento 7. Por exemplo, como mostrado nas figuras 1 e 2, a fonte de energia 2 e o aquecedor 3 podem estar alinhados ao longo do eixo longitudinal central do alojamento 7 em uma disposição substancialmente de ponta-a-ponta, de modo que uma face de extremidade da fonte de energia 2 substancialmente encare uma face de extremidade do aquecedor 3. O isolamento de calor pode ser provido entre a fonte de energia 2 e o aquecedor 3 para prevenir a transferência direta de calor a partir de um para o outro.

[0041] O comprimento do alojamento 7 pode ser aproximadamente 130 mm, o comprimento da fonte de energia pode ser aproximadamente 59 mm, e o comprimento do aquecedor 3 e região de aquecimento 4 pode ser aproximadamente 50 mm. O diâmetro do alojamento 7 pode estar entre aproximadamente 9 mm e aproximadamente 18 mm. Por exemplo, o diâmetro da primeira extremidade do alojamento 8 pode estar entre 15 mm e 18 mm enquanto que o diâmetro do bocal 6 na segunda extremidade do alojamento 9 pode estar entre 9 mm e 15 mm. O diâmetro do aquecedor 3 pode estar entre aproximadamente 2,0 mm e aproximadamente 13,0 mm, dependendo da configuração do aquecedor. Por exemplo, um aquecedor 3 localizado externamente à câmara de aquecimento 4 tal como mostrado na figura 2 pode possuir um diâmetro entre aproximadamente 9,0 mm e aproximadamente 13,0 mm, enquanto que o diâmetro do aquecedor 3 localizado internamente à câmara de aquecimento, tal como mostrado na figura 1, pode estar entre aproximadamente 2,0 mm e aproximadamente 4,5 mm, tal como entre aproximadamente 4,0 mm e aproximadamente 4,5 mm ou entre aproximadamente 2,0 mm e aproximadamente 3,0 mm. Os diâmetros do aquecedor fora destas faixas podem ser alternativamente usados. O diâmetro da câmara de aquecimento 4 pode estar entre aproximadamente 5,0 mm e aproximadamente 10,0 mm. Por exemplo, uma câmara de aquecimento 4 localizada externamente ao aquecedor 3, tal como aquela mostrada na figura 1, pode possuir um diâmetro externo de aproximadamente 10 mm em sua superfície encarando o exterior, enquanto que uma câmara de aquecimento 4 localizada no interior do aquecedor 3, tal como a mostrada na figura 2, pode possuir um diâmetro entre aproximadamente 5 mm e aproximadamente 8,0 mm, tal como entre aproximadamente 3,0 mm e aproximadamente 6,0 mm. O diâmetro da fonte de energia 2 pode estar entre aproximadamente 14,0 mm e aproximadamente 15,0 mm, tal como 14,6 mm embora outros diâmetros de fonte de energia 2 possam igualmente ser utilizados.

[0042] O bocal 6 pode estar localizado na segunda extremidade 9 do alojamento 7, adjacente à câmara de aquecimento 4 e material fumável 5. O alojamento 7 é adequado para ser agarrado pelo usuário durante o uso do aparelho 1 de modo que o usuário possa inalar componentes do material fumável volatilizados a partir do bocal 6 do aparelho 1.

[0043] O aquecedor 3 pode compreender um aquecedor de cerâmica 3, exemplos dos quais são mostrados nas figuras 1 a 4. O aquecedor de cerâmica 3 pode, por exemplo, compreender cerâmicas de base de alumina e/ou nitreto de silício que são laminados e sinterizados.

[0044] Alternativamente, com referência às figuras 5 e 6, o aquecedor 3 pode compreender um aquecedor 3 de infravermelho (IR) tal como uma lâmpada de halogênio-IR. O aquecedor 3 de IR pode possuir pouca massa e portanto seu uso pode ajudar a reduzir a massa total do aparelho 1. Por exemplo, a massa do aquecedor IR pode ser 20% a 30% menor do que a massa de um aquecedor 3 de cerâmica possuindo uma saída de energia de aquecimento equivalente. O aquecedor IR 3 também possui baixa inércia térmica e portanto é capaz de aquecer o material fumável 5 muito rapidamente em resposta a um estímulo de ativação. O aquecedor IR 3 pode ser configurado para emitir radiação eletromagnética IR de entre aproximadamente 7 00 nm e 4,5 μm em comprimento de onda. Outra alternativa é usar um aquecedor 3 resistivo, tal como um fio resistivo enrolado e uma camada de isolamento de cerâmica depositada em uma parede do isolamento térmico 18 referido adiante.

[0045] Como indicado abaixo e mostrado na figura 1, o aquecedor 3 pode estar localizado em uma região central do alojamento 7 e a câmara de aquecimento 4 e o material fumável podem estar localizados ao redor da superfície longitudinal do aquecedor 3. Nesta disposição, a energia térmica emitida pelo aquecedor 3 pode viajar em uma direção radial externamente à superfície longitudinal do aquecedor 3 para a câmara de aquecimento 4 e o material fumável 5. Alternativamente, como mostrado na figura 2, o aquecedor 3 pode estar localizado em direção à periferia do alojamento 7 e a câmara de aquecimento 4 e o material fumável 5 pode estar localizado em uma região central do alojamento 7 que é interna a partir da superfície longitudinal do aquecedor 3. Neste arranjo, a energia térmica emitida pelo aquecedor 3 viaja em uma direção radial para dentro a partir de uma superfície longitudinal do aquecedor 3 para a câmara de aquecimento 4 e o material fumável 5.

[0046] O aquecedor 3 compreende uma pluralidade de regiões de aquecimento individuais 10, como mostrado nas figuras 2 e 3. As regiões de aquecimento 10 são operáveis independentemente uma da outra de modo que diferentes regiões 10 possam ser ativadas em diferentes tempos para aquecer o material fumável 5. As regiões de aquecimento 10 podem ser dispostas no aquecedor 3 em qualquer arranjo geométrico. No entanto, no exemplo mostrado nas figuras, as regiões de aquecimento 10 são geometricamente dispostas no aquecedor 3 de modo que umas regiões de aquecimento 10 diferentes estejam dispostas para predominantemente e independentemente aquecer diferentes regiões do material fumável 5.

[0047] Por exemplo, com referência às figuras 2 e 3, o aquecedor 3 pode compreender uma pluralidade de regiões de aquecimento axialmente alinhadas 10 em uma disposição substancialmente alongada. As regiões 10 podem cada uma compreender um elemento individual do aquecedor 3. As regiões de aquecimento 10 podem, por exemplo, estar todas alinhadas umas com as outras ao longo de um eixo longitudinal do aquecedor 3, assim proporcionando uma pluralidade de zonas de aquecimento independentes ao longo do comprimento do aquecedor 3. Cada região de aquecimento 10 pode compreender um cilindro de aquecimento 10 possuindo um comprimento finito que é significativamente menor do que o comprimento do aquecedor 3 como um todo. Os cilindros 10 podem compreender discos sólidos onde cada disco possui uma profundidade equivalente ao comprimento do cilindro referido acima. Um exemplo disto é mostrado na figura 3. Alternativamente, os cilindros 10 podem compreender anéis ocos, um exemplo do qual é mostrado na figura 2. Neste caso, o arranjo de regiões de aquecimento axialmente alinhadas 10 define o exterior da câmara de aquecimento 4 e são configuradas para aplicar calor para dentro, predominantemente em direção ao eixo longitudinal central da câmara 4. As regiões de aquecimento 10 estão arranjadas com suas superfícies radiais, ou de outra forma transversais, encarando uma a outra ao longo do comprimento do aquecedor 3. As superfícies transversais de cada região 10 podem tocar as superfícies transversais de suas regiões vizinhas 10. Alternativamente, as superfícies transversais de cada região 10 pode ser separada das superfícies transversais de sua(s) região(ões) vizinha(s) 10. O isolamento térmico 18 pode estar presente entre tais regiões de aquecimento separadas 10, como discutido em maiores detalhes abaixo. Um exemplo disto é mostrado na figura 2.

[0048] Desta forma, quando uma das regiões de aquecimento 10 em particular é ativada, ela fornece energia térmica para o material fumável 5 localizado radialmente para dentro ou para fora da região de aquecimento 10 sem substancialmente aquecer o restante do material fumável 5. Por exemplo, com referência à figura 3, a região de aquecimento de material fumável 5 pode compreender um anel de material fumável 5 localizado ao redor da região de aquecimento 10 que foi ativada. O material fumável 5 pode, portanto, ser aquecido em seções independentes, por exemplo, anel ou seções de núcleo, onde cada seção corresponde ao material fumável 5 localizado diretamente para dentro ou para fora de uma das regiões de aquecimento 10 em particular e possui uma massa e volume que é significativamente menor do que o corpo do material fumável 5 como um todo.

[0049] Ainda em outra configuração alternativa, com referência à figura 7, o aquecedor 3 pode compreender uma pluralidade de regiões de aquecimento 10 alongadas se estendendo longitudinalmente posicionadas em diferentes localizações ao redor do eixo longitudinal central do aquecedor 3. Embora mostrado como sendo de diferentes comprimentos na figura 7, as regiões de aquecimento 10 se estendendo longitudinalmente podem ser substancialmente de mesmo comprimento de modo que cada uma se estende ao longo de substancialmente todo o comprimento do aquecedor 3. Cada região de aquecimento 10 pode compreender, por exemplo, um elemento aquecedor de IR individual 10 tal como um filamento de aquecimento de IR 10. Opcionalmente, um corpo de isolamento de calor ou material refletivo de calor pode ser proporcionando ao longo do eixo longitudinal central do aquecedor 3 de modo que a energia térmica emitida por cada região de aquecimento 10 viaje predominantemente para fora do aquecedor 3 e para a câmara de aquecimento 4 e então aqueça o material fumável 5. A distancia entre o eixo longitudinal central do aquecedor 3 e cada uma das regiões de aquecimento 10 pode ser substancialmente igual. As regiões de aquecimento 10 podem opcionalmente estar contidas em um tubo transparente substancialmente infravermelho e/ou de calor, ou outro alojamento, que forma uma superfície longitudinal do aquecedor 3. As regiões de aquecimento 10 podem ser fixas em posição relativa a outras regiões de aquecimento 10 no interior do tubo.

[0050] Desta forma, quando uma das regiões de aquecimento 10 em particular é ativada, ela fornece energia térmica para o material fumável 5 localizado adjacente à região de aquecimento 10 sem substancialmente aquecer o restante do material fumável 5. A seção aquecida do material fumável 5 pode compreender uma seção longitudinal de material fumável 5 que permanece paralela e diretamente adjacente à região de aquecimento longitudinal 10. Portanto, como com os exemplos anteriores, o material fumável 5 pode ser aquecido em seções independentes.

[0051] Como será descrito adiante, as regiões de aquecimento 10 podem ser cada uma individualmente e seletivamente ativadas.

[0052] O material fumável 5 pode ser contido em um cartucho que pode ser inserido no interior da câmara de aquecimento 4. Por exemplo, como mostrado na figura 1, o cartucho 11 pode compreender um tubo de material fumável 11 que pode ser inserido ao redor do aquecedor 3 de modo que a superfície interna do tubo de material fumável 11 encare a superfície longitudinal do aquecedor 3. O tubo de material fumável 11 pode ser oco. O diâmetro do centro oco do tubo 11 pode ser substancialmente igual a, ou ligeiramente maior que, o diâmetro do aquecedor 3 de modo que o tubo 11 esteja em um bom ajuste ao redor do aquecedor 3. Alternativamente, com referência à figura 2, o cartucho 11 pode compreender uma haste substancialmente solida de material fumável 5 que pode ser inserida em uma câmara de aquecimento 4 localizada interiormente ao aquecedor 3 de modo que a superfície longitudinal externa da haste 11 encare a superfície longitudinal interna do aquecedor 3. O comprimento do cartucho 11 pode ser aproximadamente igual ao comprimento do aquecedor 3 de modo que o aquecedor 3 possa aquecer o cartucho 11 ao longo de todo o seu comprimento.

[0053] Em outra configuração alternativa do aquecedor 3, o aquecedor 3 compreende um aquecedor de formato espiral 3. O aquecedor de formato espiral 3 pode ser configurado para aparafusar no cartucho de material fumável 11 e pode compreender regiões de aquecimento adjacentes e axialmente alinhadas 10 de modo a operar substancialmente da mesma maneira como descrito para o aquecedor 3 alongado e linear discutido acima com referência às figuras 1 e 3.

[0054] Alternativamente, com referência às figuras 8, 9 e 10, uma configuração geométrica diferente do aquecedor 3 e o material fumável 5 pode ser usada. Mais particularmente, o aquecedor 3 pode compreender uma pluralidade de regiões de aquecimento 10 que se estendem diretamente para a câmara de aquecimento alongada 4 que é dividia em seções pelas regiões de aquecimento 10. Durante o uso, as regiões de aquecimento 10 se estendem diretamente para um cartucho de material fumável alongado 11 ou outros corpos substancialmente sólidos de material fumável 5. O material fumável 5 na câmara de aquecimento 4 é assim divido em seções discretas separadas a partir de cada um pelas regiões de aquecimento afastadas 10. O aquecedor 3, câmara de aquecimento 4 e material fumável 5 podem se estender em conjunto ao longo de um eixo longitudinal central do alojamento 7. Como mostrado nas figuras 8 a 10, as regiões de aquecimento 10 podem cada uma compreender uma projeção 10, tal como uma placa de aquecimento vertical 10, que se estende para o corpo do material fumável 5. As projeções 10 são discutidas abaixo no contexto de placas de aquecimento 10. O principal plano das placas de aquecimento 10 podem ser substancialmente perpendiculares ao principal eixo longitudinal do corpo do material fumável 5 e câmara de aquecimento 4 e/ou alojamento 7. As placas de aquecimento 10 podem ser paralelas umas as outras, como mostrado nas figuras 8 e 10. Cada seção do material fumável 5 está ligada por uma superfície de aqueciemnto principal de um par de placas de aquecimento 10 localizadas em ambos os lados da seção de material fumável, de modo que a ativação de um ou ambas as placas de aquecimento 10 irá fazer com que a energia térmica seja transferido diretamente para o material fumável 5. As superfícies de aquecimento podem ser estampadas para aumentar a área da superfície da placa de aquecimento 10 contra o material fumável 5. Opcionalmente, cada placa de aquecimento 10 pode compreender uma camada termicamente refletiva que divide a placa 10 em duas metades ao longo de seu plano principal. Cada metade da placa 10 pode então constituir uma região de aquecimento separada 10 e pode ser independentemente ativada para aquecer apenas a seção do material fumável 5 que permanece diretamente contra aquela metade da placa 10, ao invés do material fumável 5 em ambos os lados da placa 10. Placas adjacentes 10, ou porções que se encaram das mesmas, podem ser ativadas para aquecer uma seção de material fumável 5, que está localizada entre as placas adjacentes, a partir de lados substancialmente opostos da seção de material fumável 5.

[0055] Desta forma, quando uma ou par das regiões de aquecimento 10 em particular é ativado, ele fornece energia térmica para o material fumável 5 localizado diretamente adjacente à(s) região(ões) adjacentes 10 sem substancialmente aquecer o restante do material fumável 5. A seção aquecida do material fumável 5 pode compreender uma seção radial de material fumável 5 localizado entre as regiões de aquecimento 10, tal como mostrado nas figuras 8 a 10.

[0056] O alojamento 7 do aparelho 1 pode compreender uma abertura através da qual o cartucho 11 pode ser inserido na câmara de aquecimento 4. A abertura pode, por exemplo, compreender uma abertura localizada na segunda extremidade do alojamento 9 de modo que o cartucho 11 pode ser deslizado para a abertura e empurrado diretamente para a câmara de aquecimento 4. A abertura é preferencialmente fechada durante o uso do aparelho 1 para aquecer o material fumável 5. Alternativamente, uma seção do alojamento 7 na segunda extremidade 9 é removível a partir do aparelho 1 de modo que o material fumável 5 possa ser inserido na câmara de aquecimento 4. Um exemplo disto é mostrado na figura 10. O aparelho 1 pode ser opcionalmente equipado com uma unidade de ejeção de material fumável operável pelo usuário, tal como um mecanismo interno configurado para deslizar o material fumável 5 usado para fora e/ou para longe do aquecedor 3. O material fumável usado 5 pode, por exemplo, ser empurrado para trás através da abertura no alojamento 7. Um novo cartucho 11 pode então ser inserido como requerido.

[0057] O isolamento térmico 18 pode ser provido entre o material fumável 5 e uma superfície externa 19 do alojamento 7. O isolamento térmico reduz a perda de calor do aparelho 1 e portanto melhora a eficiência com a qual o material fumável 5 é aquecido. Com referência à figura 14, o isolamento 18 pode compreender isolamento à vácuo 18. Por exemplo, o isolamento 18 pode compreender uma camada que é ligada por um material de parede 19 tal como um material metálico. Uma região interna ou núcleo 20 do isolamento 18 pode compreender um material poroso de célula aberta, por exemplo, compreendendo polímeros, aerogéis, ou outros materiais adequados, que são evacuados a baixa pressão. A região interna 20 do isolamento 18 está configurada para absorver gases que podem ser gerados no interior da região 20 para assim manter o estado de vácuo. A pressão na região interna 20 pode estar na faixa de 0,1 a 0,001 mbar. A parede 19 do isolamento 18 é suficientemente forte para resistir à força exercida contra ele devido ao diferencial de pressão entre o núcleo 20 e superfícies externas da parede 19, assim prevenindo o isolamento 18 de colapsar. A parede 19 pode, por exemplo, compreender uma parede de aço inoxidável 19 possuindo uma espessura de aproximadamente 100 μm. A condutividade térmica do isolamento 18 pode estar na faixa de 0,004 a 0,005 W/mK. O coeficiente de transferência de calor do isolamento 18 pode estar entre aproximadamente 1,10 W/(m2K) e aproximadamente 1,40 W/(m2K) dentro de um intervalo de temperatura entre aproximadamente 100 graus Celsius e 250 graus Celsius, tal como dentro de uma faixa de entre aproximadamente 150 graus Celsius e aproximadamente 250 graus Celsius. A condutividade gasosa do isolamento 18 é negligenciável. Um revestimento refletivo pode ser aplicado às superfícies internas do material de parede 19 para minimizar as perdas de calor devido à radiação que se propaga através do isolamento 18. O revestimento pode, por exemplo, compreender um revestimento refletivo de IR de alumínio possuindo uma espessura de entre aproximadamente 0,3 μm e 1,0 μm. O estado evacuado da região de núcleo interna 20 significa que o isolamento 18 funciona mesmo quando a espessura da região de núcleo 20 é muito pequena. As propriedades do isolamento são substancialmente inalteradas pela sua espessura. Isto ajuda a reduzir o tamanho global, particularmente o diâmetro, do aparelho 1.

[0058] Como mostrado na Figura 14, a parede 19 compreende uma seção voltada para dentro 21 e uma seção voltada para fora 22. A seção voltada para dentro 21 substancialmente encara o material fumável 5 e a câmara de aquecimento 4. A seção voltada para fora 22 substancialmente encara o exterior do alojamento 7. Durante a operação do aparelho 1, a seção voltada para dentro 21 pode ser mais quente devido à energia térmica que se origina do aquecedor 3, enquanto que a seção voltada para fora 22 é mais fria devido ao efeito do isolamento 18. A seção voltada para dentro 21 e a seção voltada para fora 22 podem ambas compreender substancialmente paredes que se estende longitudinalmente 19 que são pelo menos tão longas quanto o aquecedor 3 e a câmara de aquecimento 4. A superfície interna da seção de parede voltada para fora 22, isto é, a superfície que encara a região de núcleo evacuada 20, pode compreender um revestimento para absorver gás no núcleo 20. Um revestimento apropriado é um filme de óxido de titânio.

[0059] Tal como ilustrado na figura 2, o comprimento total do corpo de isolamento 18 pode ser maior do que o comprimento da câmara de aquecimento 4 o aquecedor 3 de modo a adicionalmente reduzir a perda de calor a partir do aparelho 1 para a atmosfera fora do alojamento 7. Por exemplo, o isolamento térmico 18 pode estar entre aproximadamente 70 mm e aproximadamente 80 mm.

[0060] Com referência às ilustrações esquemáticas nas figuras 14 e 15, uma ponte térmica 23 pode conectar a seção de parede voltada para dentro 21 para a seção de parede voltada para fora 22 nas extremidades do isolamento 18 a fim de completamente envolver e conter o núcleo de baixa pressão 20. A ponte térmica 23 pode compreender uma parede 19 formada do mesmo material que as seções voltadas para dentro e para fora 21, 22. Um material apropriado é o aço inoxidável, como previamente discutido. A ponte térmica 23 possui uma condutividade térmica maior que o núcleo de isolamento 20 e assim possui um maior potencial do que o núcleo 20, para indesejavelmente conduzir o calor para fora do aparelho 1 e assim reduzir a eficiência com a qual o material fumável 5 é aquecido.

[0061] Para reduzir as perdas de calor devido à ponte térmica 23, a ponte térmica 23 pode ser estendida para aumentar sua resistência ao fluxo de calor a partir da seção voltada para dentro 21 para a seção voltada para fora 22. Isto é esquematicamente ilustrado na figura 16. Por exemplo, a ponte térmica 23 pode seguir um caminho indireto entre a seção voltada para dentro 21 da parede 19 e a seção voltada para fora 22 da parede 19. A ponte térmica 23 está presente a uma localização longitudinal no aparelho 1 onde o aquecedor 3 e a câmara de aquecimento 4 não estão presentes. Isto significa que a ponte térmica 23 gradualmente se estende a partir da seção voltada para dentro 21 para a seção voltada para fora 22 ao longo do caminho indireto, assim reduzindo a espessura do núcleo 20 para zero, a uma localização longitudinal no alojamento 7 onde o aquecedor 3, a câmara de aquecimento 4 e o material fumável 5 não estão presentes, assim adicionalmente limitando a condução de calor fora do aparelho 1.

[0062] Como referido acima com referência a figura 2, o aquecedor 3 pode ser integrado com um isolamento térmico 18. Por exemplo, o isolamento térmico 18 pode compreender um corpo oco substancialmente alongado tal como um tubo substancialmente cilindro de isolamento 18 que é localizado co-axialmente ao redor da câmara de aquecimento 4 e no qual as regiões de aquecimento 10 são integradas. O isolamento térmico 18 pode compreender uma camada na qual recessos são proporcionados no perfil da superfície voltada para dentro 21. Regiões de aquecimento 10 são localizadas nestes recessos de modo que as regiões de aquecimento 10 encaram o material fumável 5 na câmara de aquecimento 4. As superfícies das regiões de aquecimento 10 que encaram a câmara de aquecimento 4 podem ser cheias com a superfície interior 21 do isolamento térmico 18 em regiões de isolamento 18 que não são recessas.

[0063] Integrar o aquecedor 3 com o isolamento térmico 18 significa que as regiões de aquecimento 10 são substancialmente envolvidas pelo isolamento 18 em todos os lados das regiões de aquecimento 10 diferentes daqueles voltados para dentro em direção à câmara de aquecimento de material fumável 4. Como tal, o calor emitido pelo aquecedor 3 é concentrado no material fumável 5 e não dissipa para outras partes do aparelho 1 ou para a atmosfera exterior ao alojamento 7.

[0064] A integração do aquecedor 3 com o isolamento térmico 18 também reduz a espessura da combinação de aquecedor 3 e isolamento térmico 18 comparada ao proporcionar o aquecedor 3 separadamente e intermanete de uma camada de isolamento térmico 18. Isto pode permitir que o diâmetro do aparelho 1, em particular o diâmetro externo do alojamento 7, seja reduzido resultando em um produto convenientemente dimensionado em dimensões reduzidas.

[0065] Alternativamente, a redução na espessura proporcionada pela integração do aquecedor 3 com o isolamento térmico 18 pode permitir uma câmara de aquecimento 4 de material fumável mais larga para ser acomodada no aparelho 1, ou a introdução de componentes adicionais, sem qualquer aumento na largura global do alojamento 7, quando comparado a um dispositivo no qual o aquecedor 3 é separado e posicionado internamente a partir de uma camada de isolamento térmico 18.

[0066] Um beneficio de integrar o aquecedor 3 com o isolamento 18 é que o tamanho e peso da combinação de aquecedor 3 e isolamento 18 pode ser reduzido em comparação a dispositivos nos quais não há integração de aquecedor e isolamento. A redução do tamanho do aquecedor permite uma redução correspondente no diâmetro do alojamento. A redução do peso do aquecedor, por sua vez, diminui o tempo de subida do aquecimento e, portanto reduz o tempo de aquecimento do aparelho 1.

[0067] Adicionalmente ou alternativamente ao isolamento térmico 18, uma camada refletora de calor pode estar presente entre as superfícies transversais das regiões de aquecimento 10. O arranjo das regiões de aquecimento 10 umas em relação as outras pode ser de tal forma que a energia térmica emitida a partir de cada uma das regiões de aquecimento 10 não aquecem substancialmente as regiões de aquecimento 10 vizinhas e ao invés disso viaja predominantemente para a câmara de aquecimento 4 e material fumável 5. Cada região de aquecimento 10 pode possuir substancialmente as mesmas dimensões das outras regiões 10.

[0068] O aparelho 1 pode compreender um controlador 12, tal como um microcontrolador 12, que é configurado para controlar a operação do aparelho 1. O controlador 12 é eletronicamente conectado aos outros componentes do aparelho 1 tal como a fonte de energia 2 e o aquecedor 3 de modo que ele possa controlar suas operações ao enviar e receber sinais. O controlador 12 é, em particular, configurado para controlar a ativação do aquecedor 3 para aquecer o material fumável 5. Por exemplo, o controlador 12 pode ser configurado para ativar o aquecedor 3, que pode compreender ativar seletivamente uma ou mais das regiões de aquecimento 10, em resposta a uma tragada do usuário no bocal 6 do aparelho 1. A este respeito, o controlador 12 pode estar em comunicação com um sensor de tragada 13 através de um acoplamento comunicativo adequado. O sensor de tragada 13 é configurado para detectar quando uma tragada ocorre no bocal 6 e, em resposta, é configurado para enviar um sinal ao controlador 12 indicativo da tragada. Um sinal eletrônico pode ser usado. O controlador 12 pode responder ao sinal a partir do sensor de tragada 13 ao ativar o aquecedor 3 e portanto aquecer o material fumável 5. O uso de um sensor de tragada 13 para ativar o aquecedor 3 não é, no entanto, essencial e outros meios para proporcionar um estímulo para ativar o aquecedor 3, tal como um atuador operável pelo usuário, pode alternativamente ser usado. Os compostos volatilizados liberados durante o aquecimento podem então ser inalados pelo usuário através do bocal 6. O controlador 12 pode estar localizado em qualquer posição apropriada no interior do alojamento 7. Um exemplo de posição está entre a fonte de energia 2 e o aquecedor 3/câmara de aquecimento 4, tal como ilustrado na figura 4. O controlador 12 pode ser configurado para ativar, ou de outra forma causar o aquecimento, de regiões de aquecimento individuais 10 em uma ordem pré-determinada ou padrão. Por exemplo, o controlador 12 pode ser configurado para ativar as regiões de aquecimento 10 sequencialmente ao longo ou ao redor da câmara de aquecimento 4. Cada ativação de uma região de aquecimento 10 pode ser em resposta à detecção de uma tragada pelo sensor de tragada 13 ou pode ser acionado em uma maneira alternativa, tal como pelo decorrer de um período de tempo pré- determinado após a ativação da região de aquecimento 10 anterior ou pelo decorrer de um período de tempo pré-determinado após a ativação inicial do aquecedor (por exemplo, ativação da primeira região 10), como descrito adiante.

[0069] Com referência à figura 11, um exemplo de método de aquecimento pode compreender uma primeira etapa S1 na qual um estímulo de ativação tal como uma primeira tragada é detectada seguida por uma segunda etapa S2 na qual a primeira seção de material fumável 5 é aquecida em resposta ao estímulo de ativação. Em uma terceira etapa S3, válvulas de entrada e saída hermeticamente seláveis 24 podem ser abertas para permitir que o ar seja sugado através da câmara de aquecimento 4 e fora do aparelho 1 através do bocal 6. Em uma quarta etapa, as válvulas 24 são fechadas. Estas válvulas 24 são descritas em maiores detalhes abaixo com respeito às figuras 2 e 18. Nas quinta S5, sexta S6, sétima S7 e oitava S8 etapas, uma segunda seção de material fumável 5 pode ser aquecida, por exemplo, em resposta a outro estímulo de ativação tal como uma segunda tragada, com uma abertura e fechamento correspondentes das válvulas de entrada e saída da câmara de aquecimento 24. Nas nona S9, décima S10, décima primeira S11 e décima S12 etapas, uma terceira seção do material fumável 5 pode ser aquecida, por exemplo, em resposta a outro estimulo de ativação tal como uma terceira tragada, com uma abertura e fechamento correspondentes das válvulas de entrada e saída da câmara de aquecimento 24, e assim por diante. Outros meios além de um sensor de tragada 13 podem alternativamente ser usados. Por exemplo, um usuário do aparelho 1 pode atuar um interruptor para indicar que ele/ela está dando uma nova tragada.

[0070] Desta forma, uma seção fresca do material fumável 5 pode ser aquecida para volatilizar a nicotina e os compostos aromáticos para cada nova tragada ou em resposta a uma dada quantidade de certos componentes, tais como nicotina e/ou compostos aromáticos, sendo liberados a partir da seção previamente aquecida de material fumável 5. O numero de regiões de aquecimento 10 e/ou seções independentemente aquecíveis do material fumável 5 pode corresponder ao numero de tragadas pelo qual o cartucho 11 é destinado a ser usado. Alternativamente, cada seção de material fumável independentemente aquecível 5 pode ser aquecida pela sua região de aquecimento 10 correspondente para uma pluralidade de tragadas tal como duas, três ou quatro tragados, de modo que uma seção fresca do material fumável 5 é aquecida apenas após uma pluralidade de tragadas terem sido tomadas, enquanto que aquece a seção de material fumável anterior.

[0071] Como brevemente referido anteriormente, ao invés de acionar cada região de aquecimento 10 em resposta a uma tragada individual, as regiões de aquecimento 10 podem alternativamente ser ativadas sequencialmente, por exemplo, sobre um determinado período de uso, um após o outro. Isto pode ocorrer em resposta a um estimulo de ativação inicial tal como uma tragada única inicial no bocal 6. Por exemplo, as regiões de aquecimento 10 podem ser ativadas em intervalos regulares, pré-determinados sobre o período de inalação esperado para um cartucho de material fumável 11 particular. Os intervalos pré-determinados podem corresponder ao período que se leva para liberar uma certa quantidade de componentes tais como nicotina e/ou componentes aromáticos a partir de cada seção de material fumável. Um exemplo de intervalo está entre aproximadamente 60 e 240 segundos. Portanto, pelo menos as quinta e nona etapas S5, S9 mostradas na figura 11 são opcionais. Cada região de aquecimento 10 pode continuar a ser ativada por um período pré-determinado, que pode corresponder à duração dos intervalos referidos acima ou podem ser mais longos, como descrito abaixo. Uma vez que todas as regiões de aquecimento 10 foram ativadas por um cartucho particular 11, o controlador 12 pode ser configurado para indicar ao usuário que o cartucho 11 devia ser mudado. O controlador 12 pode, por exemplo, ativar uma luz indicadora na superfície externa do alojamento 7.

[0072] Deve ser notado que ativar regiões de aquecimento individuais 10 em ordem ao invés de ativar todo o aquecedor 3 significa que a energia requerida para o material fumável 5 é reduzida sobre o que seria requerido se o aquecedor 3 fosse ativado integralmente sobre todo o período de inalação do cartucho 11. Portanto, a máxima saída de energia requerida da fonte de energia 2 também é reduzida. Isto significa que uma fonte de energia menor de mais clara 2 pode ser instalada no aparelho 1.

[0073] O controlador 12 pode ser configurado para desativar o aquecedor 3, ou reduzir a energia que está sendo fornecida para o aquecedor 3, entre as tragadas. Isto economiza energia e estende a vida da fonte de energia 2. Por exemplo, sob o aparelho 1 estando trocado por um usuário ou em resposta a algum outro estímulo, tal como detecção de um usuário colocando sua boca contra o bocal 6, o controlador 12 pode ser configurado para fazer com que o aquecedor 3, ou a região de aquecimento 10 próxima seja usada para aquecer o material fumável 5, para ser parcialmente ativado de modo que aqueça na preparação para volatilizar componentes do material fumável 5. A ativação parcial não aquece o material fumável 5 a uma temperatura suficiente para volatilizar a nicotina. Uma temperatura adequada pode ser 100° C ou abaixo, embora temperaturas abaixo de 120° C possam ser utilizadas. Um exemplo é uma temperatura entre 60° C e 100°C, tal como uma temperatura entre 80° C e 100° C. A temperatura pode ser menor do que 100° C. Em resposta a detecção de uma tragada pelo sensor de tragada 13, ou algum outro estímulo tal como um decorrer de um período de tempo pré-determinado, o controlador 12 pode então fazer com que o aquecedor 3 ou região de aquecimento 10 em questão aqueça o material fumável 5 adicionalmente a fim de rapidamente volatilizar a nicotina e outros componentes aromáticos para inalação pelo usuário. A temperatura de uma região de aquecimento parcialmente aquecida 10 pode ser aumentada para a temperatura de volatilização integral em um período de tempo mais curto do que se a região de aquecimento 10 fosse iniciada a partir do “frio”, isto é, sem ser parcialmente aquecida.

[0074] Se o material fumável 5 compreender tabaco, uma temperatura adequada para volatilizar a nicotina e outros componentes aromáticos pode ser 100° C ou acima, tal como 120° C ou acima. Um exemplo é a temperatura entre 100° C e 250° C, tal como entre 100° C e 220° C, entre 100° C e 200° C, entre 150° C e 250° C ou entre 130° C e 180° C. A temperatura pode ser maior do que 100° C. Uma temperatura de ativação total exemplar é 150° C, embora outros valores tais como 250° C também sejam possíveis. Um super-capacitor pode opcionalmente ser usado para proporcionar o pico de corrente utilizado para aquecer o material fumável 5 para a temperatura de volatilização. Um exemplo de padrão de aquecimento adequado é mostrado na figura 13, na qual os picos podem respectivamente representar a ativação total de diferentes regiões de aquecimento 10. Como pode ser visto, o material fumável 5 é mantido a temperatura de volatilização pelo período aproximado da tragada que, neste exemplo, é de dois segundos.

[0075] Três modos operacionais exemplares do aquecedor 3 são descritos abaixo.

[0076] Em um primeiro modo operacional, durante a ativação total de uma região de aquecimento particular 10, todas as outras regiões de aquecimento 10 do aquecedor são desativadas. Portanto, quando uma nova região de aquecimento 10 é ativada, a região de aquecimento anterior é desativada. A energia é fornecida apenas para a região ativada 10. As regiões de aquecimento 10 podem ser ativadas sequencialmente ao longo do comprimento do aquecedor 3 de modo que a nicotina e componentes aromáticos são regularmente liberados a partir de porções frescas de material fumável 5 até que o cartucho 11 seja exausto. Este modo proporciona uma distribuição de nicotina e sabor de material fumável mais uniforme do que a ativação total de todas as regiões de aquecimento 10 para a duração do período de aquecimento do cartucho 11. Como com os outros modos descritos abaixo, a energia também é economizada ao não ativar totalmente todas as regiões de aquecimento 10 pela duração do período de aquecimento do cartucho de material fumável 11.

[0077] Alternativamente, em um segundo modo operacional, uma vez que uma região de aquecimento particular 10 tiver sido ativada, ela permanece totalmente ativada até que o aquecedor 3 seja desligado. Portanto, a energia fornecida ao aquecedor 3 incrementalmente aumenta ao passo que mais das regiões de aquecimento 10 são ativadas durante a inalação a partir do cartucho 11. A ativação contínua das regiões de aquecimento 10 através da câmara 4 substancialmente previne a condensação de componentes tais como nicotina volatilizada a partir do material fumável 5 na câmara de aquecimento 4.

[0078] Alternativamente, em um terceiro modo operacional, durante a ativação total de uma região de aquecimento particular 10, uma ou mais das outras regiões de aquecimento 10 podem ser parcialmente ativadas. A ativação parcial de uma ou mais outras regiões de aquecimento 10 pode compreender aquecer a(s) outra(s) região(ões) 10 a uma temperatura que é suficiente para substancialmente prevenir a condensação de componentes tais como nicotina volatilizada a partir do material fumável 5 na câmara de aquecimento 4. Um exemplo é 100° C. Outros exemplos incluem as faixas de temperatura de ativação parcial previamente descritas. A temperatura das regiões de aquecimento 10 que são parcialmente ativadas é menor do que a temperatura da região de aquecimento 10 que é totalmente ativada. O material fumável 10 localizado adjacente às regiões parcialmente ativadas 10 não é aquecido a uma temperatura suficiente para volatilizar os componentes do material fumável 5. Por exemplo, sob a ativação total de uma nova região de aquecimento 10, a região de aquecimento previamente totalmente ativada 10 é parcialmente, mas não totalmente, desativada de modo a continuar a aquecer seu material fumável adjacente 5 a uma temperatura inferior e assim prevenir a condensação de componentes volatilizados na câmara de aquecimento 4. Retendo as regiões de aquecimento 10 anteriores, ou qualquer outra, as regiões de aquecimento 10 em um estado parcialmente ao invés de totalmente ativado durante a ativação total de uma ou mais regiões de aquecimento 10 previne o material fumável 5 adjacente às regiões totalmente ativadas 10 de se tornar excessivamente tostado e assim evita os efeitos negativos potenciais no sabor experimento pelo usuário do aparelho 1.

[0079] Para qualquer uma das alternativas descritas acima, as regiões de aquecimento 10 podem tanto ser aquecidas a temperatura operacional plena imediatamente após a ativação ou podem ser inicialmente aquecidas a uma temperatura inferior, como previamente discutido, antes de ser totalmente ativada após um período de tempo pré-determinado para aquecer o material fumável 5 para volatilizar nicotina e outros compostos aromáticos.

[0080] O aparelho 1 pode compreender um escudo de calor 3a, que está localizado entre o aquecedor 3 e a câmara de aquecimento 4/material fumável 5. O escudo de calor 3a é configurado para substancialmente prevenir a energia térmica de fluir através do escudo de calor 3a e, portanto, pode ser usado para seletivamente prevenir o material fumável 5 de ser aquecido mesmo quando o aquecedor 3 está ativado e emitindo energia térmica. Com referência à figura 17, o escudo de calor 3a pode, por exemplo, compreender uma camada cilíndrica de material refletivo de calor que é localizado co-axialmente ao redor do aquecedor 3. Alternativamente, se o aquecedor 3 está localizado ao redor da câmara de aquecimento 4 e material fumável 5 como previamente descrito com referência à figura 2, o escudo de calor 3a pode compreender uma camada cilíndrica de material refletivo de calor que está localizado co-axialmente ao redor da câmara de aquecimento 4 e co-axialmente no interior do aquecedor 3. O escudo de calor 3a pode adicionalmente ou alternativamente compreender uma camada isolante de calor configurada para isolar o aquecedor 3 a partir do material fumável 5.

[0081] O escudo de calor 3a compreende uma janela substancialmente transparente ao calor que permite que a energia térmica se propague através da janela 3b e para a câmara de aquecimento 4 e material fumável 5. Portanto, a seção de material fumável 5 que está alinhada com a janela 3b é aquecida enquanto que o restante do material fumável 5 não é. O escudo de calor 3a e a janela 3b podem ser rotacionáveis ou de outra forma móveis em relação ao material fumável 5 de modo que diferentes seções do material fumável 5 possam ser seletivamente e individualmente aquecidas ao rotacionar ou mover o escudo de calor 3a e a janela 3b. O efeito pode ser similar ao efeito proporcionado ao seletivamente e individualmente ativar as regiões de aquecimento 10 referidas previamente. Por exemplo, o escudo de calor 3a e a janela 3b podem ser rotacionados ou de outra forma movidos incrementalmente em resposta a um sinal a partir do detector de tragada 13. Adicionalmente ou alternativamente, o escudo de calor 3a e janela 3b podem ser rotacionados ou de outra forma movidos incrementalmente em resposta a um período de aquecimento pré-determinado ser decorrido. O movimento ou rotação do escudo de calor 3a e janela 3b podem ser controlados por sinais eletrônicos a partir do controlador 12. A rotação relativa ou outro movimento do escudo de calor 3a/janela 3b e material fumável 5 pode ser direcionada por um motor de passo 3c sob o controle do controlador 12. Isto é ilustrado na figura 17. Alternativamente, o escudo de calor 3a e a janela 3b pode ser manualmente rotacionada utilizando um controle do usuário tal como um atuador no alojamento 7. O escudo de calor 3a não necessita ser cilíndrico e pode opcionalmente compreender um ou mais elementos e/ou placas que se estendem longitudinalmente apropriadamente posicionados.

[0082] Deve ser notado que um resultado similar pode ser obtido ao rotacionar ou mover o material fumável 5 em relação ao aquecedor 3, escudo de calor 3a e janela 3b. Por exemplo, a câmara de aquecimento 4 pode ser rotacionável ao redor do aquecedor 3. Se este for o caso, a descrição acima relacionada ao movimento do escudo de calor 3a pode ser aplicada ao invés do movimento da câmara de aquecimento 4 em relação ao escudo de calor 3a.

[0083] O escudo de calor 3a pode compreender um revestimento na superfície longitudinal do aquecedor 3. Neste caso, uma área da superfície do aquecedor é deixada descoberta para formar a janela transparente ao calor 3b. O aquecedor 3 pode ser rotacionado ou de outra forma movido, por exemplo sob o controle do controlador 12 ou controles do usuário, para fazer com que diferentes seções do material fumável 5 sejam aquecidas. Alternativamente, o escudo de calor 3a e a janela 3b pode compreender um escudo separado 3a que é rotacionável ou de outra forma móvel em relação a ambos o aquecedor 3 e o material fumável 5 sob o controle do controlador 12 ou outros controles do usuário.

[0084] Com referência à figura 7, o aparelho 1 pode compreender entradas de ar 14 que permitem que ar externo seja puxado para o alojamento 7 e através do material fumável aquecido 5 durante a tragada. As entradas de ar 14 podem compreender aberturas 14 no alojamento 7 e podem estar localizadas à montante do material fumável 5 e câmara de aquecimento 4 em direção à primeira extremidade 8 do alojamento 7. Isto é mostrado nas figuras 2, 12 e 18. O ar sugado através das entradas 14 viaja através do material fumável 5 e é nele enriquecido com vapores de material fumável, tais como vapores de aroma, antes de passar através das válvulas de saída 24 e ser inalado pelo usuário no bocal 6. Opcionalmente, como mostrado na figura 12, o aparelho 1 compreende um trocador de calor 15 configurado para aquecer o ar antes de entrar no material fumável 5 e/ou para resfriar o ar antes de ser sugado através do bocal 6. Por exemplo, o trocador de calor 15 pode ser configurado para usar calor extraído a partir do ar entrando no bocal 6 para aquecer o novo ar antes de ele entrar no material fumável 5.

[0085] Com referência à figura 18, como previamente discutido, a câmara de aquecimento 4 isolada pelo isolamento 18 pode compreender válvulas de entrada e saída 24, tal como válvulas de retenção, que hermeticamente selam a câmara de aquecimento 4 quando fechadas. As válvulas 24 podem ser válvulas de sentido único, onde as válvulas de entrada 24 permitem fluxos gasosos para a câmara 4 e as válvulas de saída 24 permitem fluxos gasosos para fora da câmara 4. O Fluxo gasoso na direção oposta é impedido. As válvulas 24 podem portanto impedir o ar de indesejavelmente entrar e sair da câmara 4 e pode impedir os sabores de material fumável de sair da câmara 4. As válvulas de entrada e saída 24 podem, por exemplo, ser proporcionadas no isolamento 18. Entre tragadas, as válvulas 24 podem ser fechadas pelo controlador 12, ou outros meios tais como um atuador manualmente operável, de modo que todas as substancias volatilizadas permaneçam contidas no interior da câmara 4 no período entre tragadas. A pressão parcial das substancias volatilizadas entre tragadas alcança a pressão de vapor saturado e a quantidade de substancias evaporadas portanto depende apenas da temperatura na câmara de aquecimento 4. Isto ajuda a garantir que a distribuição de nicotina volatilizada e compostos aromáticos permaneçam constantes de tragada em tragada.

[0086] Durante a tragada, as válvulas 24 abrem de modo que o ar possa fluir através da câmara 4 para carregar componentes do material fumável volatilizados para o bocal 6. A abertura das válvulas 24 pode ser causada pelo controlador 12 ou por outros meios. Uma membrana pode ser localizada nas válvulas 24 para garantir que nenhum oxigênio entre na câmara 4. As válvulas 24 podem ser acionadas por respiração de modo que as válvulas 24 abram em resposta à detecção de uma tragada no bocal 6. As válvulas 24 podem fechar em resposta a uma detecção de que uma tragada foi terminada. Alternativamente, as válvulas 24 podem fechar em seguida do decorrer de um período pré-determinado após sua abertura. O período pré-determinado pode ser cronometrado pelo controlador 12. Opcionalmente, um meio de abertura/fechamento mecânico ou qualquer outro apropriado pode estar presente de modo que as válvulas 24 abram e fecham automaticamente. Por exemplo, o movimento gasoso causado por uma tragada do usuário no bocal 6 pode exercer uma força nas válvulas 24 para fazer com que elas abram e fechem. Portanto, o uso do controlador 12 não é requerido para acionar as válvulas 24.

[0087] A massa do material fumável 5 que é aquecida pelo aquecedor 3, por exemplo, por cada região de aquecimento 10, pode estar na faixa de 0,2 a 1,0g. A temperatura para a qual o material fumável 5 é aquecido pode ser controlável pelo usuário, por exemplo, a qualquer temperatura dentro da faixa de 100° C a 250° C, tal como qualquer temperatura dentro da faixa de 150° C a 250° C e outras faixas de temperatura volatilizantes previamente descritas. A massa do aparelho 1 como um todo pode estar na faixa de 70 a 125g. Uma bateria 2 com uma capacidade de 1000 a 3000 mAh e voltagem de 3,7V pode ser usada. As regiões de aquecimento 10 podem ser configuradas para individualmente e seletivamente aquecer entre aproximadamente 10 e 40 seções do material fumável 5 para um único cartucho 11.

[0088] Será reconhecido que qualquer uma das alternativas descritas acima pode ser usada sozinha ou em combinação.

[0089] A fim de tratar de varias questões a avanços na técnica, a totalidade desta divulgação mostra por meio de exemplos diversas concretizações nas quais a(s) invenção(ões) podem ser praticadas e proporciona para um aparelho e métodos superiores. As vantagens e características desta divulgação são de uma amostra representativa de concretizações apenas, e não são exaustivas e/ou exclusivas. Elas estão presentes apenas para auxiliar no entendimento e ensinar as características reivindicadas. Deve ser entendido que vantagens, concretizações, exemplos, funções, características, estruturas e/ou outros aspectos da divulgação não devem ser consideradas limitações na divulgação como definido pelas reivindicações ou limitações em equivalentes às reivindicações, e que outras concretizações possam ser utilizadas e modificações podem ser feitas sem se afastar do escopo e/ou espírito da divulgação. Varias concretizações podem adequadamente compreender, consistir em, ou consistir essencialmente em, várias combinações dos elementos, componentes, características, partes, etapas, meios, etc. divulgados. Além disso, a divulgação inclui outras invenções não presentemente reivindicadas, mas que possam ser reivindicadas no futuro.

Claims

1. Aparelho (1) compreendendo um aquecedor (3) de material fumável, configurado para aquecer uma primeira região de material fumável até uma temperatura volatilizante suficiente para volatilizar um componente do material fumável (5) e caracterizado pelo fato de que o aquecedor de material fumável é configurado para simultaneamente aquecer uma segunda região de material fumável até uma temperatura inferior à referida temperatura volatilizante, mas que seja suficiente para prevenir a condensação de componentes volatilizados do material fumável.

2. Aparelho de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o aparelho ser configurado para controlar a temperatura da primeira região de material fumável independentemente da temperatura da segunda região de material fumável.

3. Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado por o aquecedor compreender uma pluralidade de regiões de aquecimento (10) incluindo uma primeira região de aquecimento disposta para aquecer a primeira região de material fumável e uma segunda região de aquecimento disposta para simultaneamente aquecer a segunda região de material fumável.

4. Aparelho de acordo com a reivindicação 3, caracterizado por o aparelho ser configurado para fazer com que a primeira região de aquecimento aqueça a primeira região de material fumável até a referida temperatura volatilizante e para fazer com que a segunda região de aquecimento simultaneamente aqueça a segunda região de material fumável até a referida temperatura inferior.

5. Aparelho de acordo com a reivindicação 4, caracterizado por, subsequentemente, o aparelho ser configurado para fazer com que a primeira região de aquecimento aqueça a primeira região de material fumável até a referida temperatura inferior e para fazer com que a segunda região de aquecimento simultaneamente aqueça a segunda região de material fumável até a referida temperatura volatilizante.

6. Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações 4 ou 5, caracterizado por, subsequentemente, o aparelho ser configurado para fazer com que uma terceira região de aquecimento aqueça uma terceira região do material fumável até a referida temperatura volatilizante e para fazer com que a primeira e/ou segunda região(ões) de aquecimento aqueça a primeira e/ou segunda regiões de material fumável até a referida temperatura inferior.

7. Aparelho de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por ser configurado para sucessivamente aquecer diferentes regiões de material fumável até a referida temperatura volatilizante enquanto que simultaneamente aquece regiões de material fumável não aquecidas até a referida temperatura volatilizante até a referida temperatura inferior para prevenir a condensação de componentes volatilizados.

8. Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado por compreender uma câmara de aquecimento (4) de material fumável para conter o material fumável (5) durante o aquecimento.

9. Aparelho de acordo com a reivindicação 8, caracterizado por a câmara de aquecimento ser localizada adjacente ao aquecedor.

10. Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 ou 9, caracterizado por a temperatura inferior prevenir a condensação de componentes volatilizados na câmara de aquecimento.

11. Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado por compreender um bocal através do qual componentes volatilizados do material fumável podem ser inalados.

12. Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado por a temperatura volatilizante ser 100 graus Celsius ou superior.

13. Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizado por a temperatura inferior ser menos de 100 graus Celsius.

14. Método para aquecer material fumável (5) usando o aparelho conforme definido em qualquer uma das reivindicações anteriores 1 a 13, o método compreendendo: aquecer uma primeira região de material fumável até uma temperatura volatilizante para volatilizar pelo menos um componente do material fumável para inalação; e caracterizado por simultaneamente aquecer uma segunda região do material fumável até uma temperatura inferior à temperatura volatilizante, mas que seja suficiente para prevenir a condensação de componentes volatilizados do material fumável.