BR112014013477B1 - sistema de geração de aerossol e método para variar a velocidade do fluxo de ar - Google Patents

Abstract

DISPOSITIVO DE GERAÇÃO DE AEROSSOL COM FLUXO DE AR AJUSTÁVEL. A presente invenção refere-se a um sistema de geração de aerossol (101) para aquecer um substrato de formação de aerossol. O sistema de geração de aerossol compreende um dispositivo de geração de aerossol (105) e um cartucho (103). O sistema de geração de aerossol compreende um vaporizador para aquecer o substrato formando o aerossol para formar um aerossol, pelo menos uma entrada de ar (123) e pelo menos uma saída de ar (125). A entrada de ar (123) e a saída de ar (125) são dispostas de modo a definir uma via de fluxo de ar entre a entrada de ar e a saída de ar. O sistema de geração de aerossol adicionalmente compreende meios de controle de fluxo para ajustar o tamanho da pelo menos uma entrada de ar (123), de modo a controlar a velocidade de fluxo de ar na via de fluxo de ar.

Description

[0001] A presente invenção refere-se a um dispositivo de geração de aerossol para aquecer um substrato de formação de aerossol. Particularmente, mas não exclusivamente, a presente invenção se refere a um dispositivo de geração de aerossol eletricamente operado para aquecer um substrato líquido de formação de aerossol.

[0002] O WO-A-2009/132793 descreve um sistema de formação de fumaça aquecido eletricamente. Um líquido é armazenado em uma porção de armazenamento de líquido, e uma mecha capilar tem uma primeira extremidade que se estende para dentro da porção de armazenamento de líquido para contato com o líquido na mesma, e uma segunda extremidade que se estende para fora da porção de armazenamento de líquido. Um elemento de aquecimento aquece a segunda extremidade da mecha capilar. O elemento de aquecimento é na forma de um elemento de aquecimento elétrico enrolado em espiral em conexão elétrica com uma fonte de energia, e circundando a segunda extremidade da mecha capilar. Em uso, o elemento de aquecimento pode ser ativado pelo usuário para ligar a fonte de energia. Sucção na peça de bocal pelo usuário faz com que o ar seja arrastado para dentro do sistema de formação de fumaça aquecido eletricamente sobre a mecha capilar e o elemento de aquecimento e subsequentemente para dentro da boca do usuário.

[0003] É um objetivo da presente invenção se aprimorar a geração de aerossol em um dispositivo ou sistema de geração de aerossol.

[0004] De acordo com um aspecto da presente invenção, é proporcionado um sistema de geração de aerossol compreendendo um dispositivo de geração de aerossol em cooperação com um cartucho, o sistema compreendendo: um vaporizador para aquecer um substrato de formação de aerossol; pelo menos uma entrada de ar; pelo menos uma saída de ar, a entrada de ar e a saída de ar sendo dispostas para definir uma via de fluxo de ar entre a entrada de ar e a saída de ar; e meios de controle de fluxo para ajustar o tamanho da pelo menos uma entrada de ar, de modo a controlar a velocidade de fluxo de ar na via de fluxo de ar.

[0005] O sistema de geração de aerossol, compreendendo o dispositivo de geração de aerossol e o cartucho, é disposto para aquecer o substrato de formação de aerossol para formar o aerossol. O cartucho ou dispositivo de geração de aerossol pode incluir o substrato de formação de aerossol ou pode ser adaptado para receber o substrato de formação de aerossol. Como é conhecido daqueles versados na técnica, um aerossol é uma suspensão de partículas sólidas ou gotículas de líquido em um gás, tal como o ar. O sistema de geração de aerossol pode adicionalmente compreender uma câmara de formação de aerossol em uma via de fluxo de ar entre a pelo menos uma entrada de ar e a pelo menos uma saída de ar. A câmara de formação de aerossol pode ajudar ou facilitar a geração do aerossol.

[0006] Os meios de controle de fluxo permitem uma queda de pressão na entrada de ar a ser ajustada. Isso afeta a velocidade do fluxo de ar através do dispositivo de geração de aerossol e cartucho. A velocidade de fluxo de ar afeta o tamanho médio de gotícula e a distribuição do tamanho de gotícula no aerossol, que pode por sua vez afetar a experiência para o usuário. Assim, os meios de controle de fluxo são vantajosos por uma série de razões. Primeiro, os meios de controle de fluxo permitem que a resistência ao arrasto (que é a queda de pressão na entrada de ar) seja ajustada, por exemplo, de acordo com a preferência do usuário. Segundo, para um determinado substrato de formação de aerossol, os meios de controle de fluxo permitem que uma faixa de tamanho médio de gotículas de aerossol seja produzida. Os meios de controle de fluxo podem ser operáveis por um usuário para criar um aerossol tendo características de tamanho de gotícula que se adaptam às preferências do usuário. Terceiro, os meios de controle de fluxo permitem que um tamanho médio de gotícula de aerossol particular desejado seja produzido para a seleção de substratos de formação de aerossol. Assim, os meios de controle de fluxo permitem que o dispositivo de geração de aerossol e o cartucho sejam compatíveis com uma variedade de diferentes substratos de formação de aerossol.

[0007] Ademais, a velocidade de fluxo de ar pode também afetar o quanto que a condensação se forma dentro do dispositivo de geração de aerossol e cartucho, particularmente dentro da câmara de formação de aerossol. A condensação pode afetar adversamente o vazamento de líquido a partir do dispositivo de geração de aerossol e cartucho. Assim, uma vantagem adicional dos meios de controle de fluxo é que os mesmos podem ser usados para reduzir o vazamento de líquido. A distribuição e a média do tamanho de gotícula no aerossol podem também afetar a aparência de qualquer fumaça. Assim, quarto, os meios de controle de fluxo podem ser usados para ajustar a aparência de qualquer fumaça a partir do dispositivo de geração de aerossol e cartucho, por exemplo, de acordo com a preferência do usuário ou de acordo com o ambiente particular no qual o sistema de geração de aerossol está sendo usado.

[0008] Preferivelmente, os meios de controle de fluxo são operáveis pelo usuário. Assim, o usuário pode selecionar o tamanho da pelo menos uma entrada de ar. Isso resulta em afetar o tamanho médio de gotícula e a distribuição do tamanho de gotícula. O aerossol desejado pode ser selecionado pelo usuário para um substrato de formação de aerossol particular ou para a seleção de substratos de formação de aerossol utilizáveis com o dispositivo de geração de aerossol e cartucho. Alternativamente, os meios de controle de fluxo podem ser operáveis por um fabricante para selecionar um tamanho desejado para a pelo menos uma entrada de ar.

[0009] Em uma modalidade preferida, os meios de controle de fluxo compreendem: um primeiro membro e um segundo membro, os primeiro e segundo membros cooperando para definir a pelo menos uma entrada de ar, em que os primeiro e segundo membros são dispostos para se mover um com relação ao outro de modo a variar o tamanho da pelo menos uma entrada de ar.

[00010] Preferivelmente, os dois membros são em forma de folha. Os membros em forma de folha podem ser planos ou curvos. Preferivelmente, os dois membros planos se movem um com relação ao outro por deslizar um sobre o outro. Alternativamente, os dois membros planos podem se mover um com relação ao outro ao longo de uma rosca, por exemplo, uma rosca de parafuso.

[00011] Preferivelmente, o dispositivo de geração de aerossol compreende um do primeiro membro e do segundo membro, e o cartucho compreende o outro do primeiro membro e do segundo membro. O dispositivo de geração de aerossol e o cartucho podem cada um dos quais compreender um alojamento. Preferivelmente, o primeiro membro e o segundo membro formam uma parte do alojamento de cada do dispositivo e cartucho. O cartucho pode compreender a peça de bocal. O alojamento pode compreender qualquer material adequado ou uma combinação de materiais. Exemplos de materiais adequados incluem metais, ligas, plásticos ou materiais compósitos contendo um ou mais dos referidos materiais, ou termoplásticos que são adequados para aplicação na indústria alimentícia ou farmacêutica, por exemplo, polipropileno, polieteretercetona (PEEK) e polietileno. Preferivelmente, o material é leve e não quebradiço.

[00012] O primeiro membro pode incluir uma abertura. O segundo membro pode incluir uma abertura. Preferivelmente, o primeiro membro compreende pelo menos uma primeira abertura e o segundo membro compreende pelo menos uma segunda abertura; as primeira e segunda aberturas juntas formando a pelo menos uma entrada de ar; e em que os primeiro e segundo membros são dispostos para se mover um com relação ao outro de modo a variar a extensão de sobreposição da primeira abertura e da segunda abertura de modo a variar o tamanho da pelo menos uma entrada de ar.

[00013] Se há muito pouca sobreposição entre a primeira abertura e a segunda abertura, a entrada de ar resultante será dotada de uma pequena área de seção transversal. Se há uma grande quantidade de sobreposição entre a primeira abertura e a segunda abertura, a entrada de ar resultante será dotada de uma grande área de seção transversal. A primeira abertura pode ser dotada de qualquer formato adequado. A segunda abertura pode ser dotada de qualquer formato adequado. Os formatos da primeira abertura e da segunda abertura podem ser os mesmos ou diferentes. Qualquer número de aberturas pode ser proporcionado no primeiro membro e no segundo membro. O número de aberturas no primeiro membro pode ser diferente a partir do número de aberturas no segundo membro. Alternativamente, o número de aberturas no primeiro membro pode ser o mesmo que o número de aberturas no segundo membro. Nesse caso, cada abertura no primeiro membro pode se alinhar com a respectiva abertura no segundo membro para formar uma entrada de ar. Assim, o número de porções de entrada de ar pode ser o mesmo que o número de aberturas em cada um dos primeiro e segundo membros. Porções de entrada de ar adicionais podem ser proporcionadas tendo uma área de seção transversal fixa, que não são ajustáveis pelos meios de controle de fluxo.

[00014] Em uma modalidade, o primeiro membro e o segundo membro são móveis de modo rotacional um em relação ao outro. Em uma modalidade, o primeiro membro e o segundo membro são móveis de modo linear um em relação ao outro. Em uma modalidade, o primeiro membro e o segundo membro giram um em relação ao outro, de modo a variar o tamanho da pelo menos uma entrada de ar; nenhum movimento linear é envolvido. Em outra modalidade, o primeiro membro e o segundo membro se movem linearmente um em relação ao outro, de modo a variar o tamanho da pelo menos uma entrada de ar; não há rotação. Entretanto, em outra modalidade, o primeiro membro e o segundo membro giram e se movem linearmente um em relação ao outro, por exemplo, por uma rosca de parafuso. Por exemplo, se os primeiro e segundo membros formam uma parte do alojamentos do dispositivo de geração de aerossol e cartucho, os primeiro e segundo membros podem ser conectáveis por uma rosca de parafuso para montar o sistema de geração de aerossol. A rosca de parafuso pode também permitir que os primeiro e segundo membros se movam um em relação ao outro, desse modo proporcionando os meios de controle de fluxo.

[00015] Preferivelmente, o cartucho inclui o primeiro membro e o dispositivo de geração de aerossol inclui o segundo membro. Em uma modalidade preferida, o cartucho compreende um alojamento tendo uma primeira manga compreendendo o primeiro membro e incluindo pelo menos uma primeira abertura e o dispositivo de geração de aerossol compreende um alojamento tendo uma segunda manga compreendendo o segundo membro e incluindo pelo menos uma segunda abertura, em que a pelo menos uma primeira abertura e a pelo menos uma segunda abertura juntas formam a pelo menos uma entrada de ar, e em que a primeira manga e a segunda manga são giratórias uma em relação a outra de modo a variar a extensão de sobreposição da primeira abertura e da segunda abertura de modo a variar a área de seção transversal da entrada de ar. Uma da primeira manga e da segunda manga pode ser uma manga externa, e o outro da primeira manga e da segunda manga pode ser uma manga interna.

[00016] Os meios de controle de fluxo são para ajustar o tamanho da pelo menos uma entrada de ar. Os mesmos permitem que a velocidade de fluxo de ar na via de fluxo de ar seja variada. Adicionalmente, a pelo menos uma saída de ar pode ser de tamanho ajustável. Isso pode permitir que a resistência ao arrasto seja variada, por exemplo, de acordo com preferência do usuário.

[00017] A pelo menos uma entrada de ar pode formar parte do cartucho ou parte do dispositivo de geração de aerossol. Se há mais do que uma entrada de ar, uma ou mais das porções de entrada de ar pode formar parte do cartucho e uma ou mais outras das porções de entrada de ar pode formar parte do dispositivo de geração de aerossol. Os meios de controle de fluxo podem formar parte do cartucho ou o dispositivo. Alternativamente, os meios de controle de fluxo podem ser formados por cooperação entre a parte do cartucho e parte do dispositivo. Se os meios de controle de fluxo compreendem um primeiro membro e um segundo membro, não só o primeiro mas também o segundo membro pode ser contido no cartucho, ou não só o primeiro mas também o segundo membro pode ser contido no dispositivo, ou um dos primeiro e segundo membros pode ser contido no cartucho e o outro dos primeiro e segundo membros pode ser contido no dispositivo.

[00018] Se os primeiro e segundo membros compreendem as mangas externa e interna, a manga externa e a manga interna podem formar parte do dispositivo, ou a manga externa e a manga interna podem formar parte do cartucho, ou um de a manga externa e a manga interna pode formar parte do dispositivo e o outro de a manga externa e a manga interna pode formar parte do cartucho.

[00019] O substrato de formação de aerossol é capaz de liberar os compostos voláteis que podem formar um aerossol. Os compostos voláteis podem ser liberados ao se aquecer o aerossol formando o substrato ou podem ser liberados por uma reação química ou por um estímulo mecânico. O substrato de formação de aerossol pode conter nicotina. O substrato de formação de aerossol pode ser um substrato sólido de formação de aerossol. O substrato de formação de aerossol preferivelmente compreende um material contendo tabaco contendo compostos de aroma de tabaco voláteis que são liberados a partir do substrato com o aquecimento. O substrato de formação de aerossol pode compreender um material que não seja tabaco. O substrato de formação de aerossol pode compreender material contendo tabaco e material que não contenha tabaco. Preferivelmente, o substrato de formação de aerossol adicionalmente compreende um formador de aerossol. Exemplos de formadores de aerossol adequados são glicerina e propileno glicol.

[00020] Entretanto, em uma modalidade preferida, o substrato de formação de aerossol é um substrato líquido de formação de aerossol. O substrato líquido de formação de aerossol preferivelmente tem propriedades físicas, por exemplo, ponto de ebulição e pressão de vapor, adequadas para uso no dispositivo de geração de aerossol e cartucho. Se o ponto de ebulição for muito alto, pode não ser possível se aquecer o líquido, mas, se o ponto de ebulição for muito baixo, o líquido pode se aquecer muito rapidamente. O líquido preferivelmente compreende um material contendo compostos compreendendo tabaco de aroma de tabaco voláteis que são liberados a partir do líquido com o aquecimento. Alternativamente, ou adicionalmente, o líquido pode compreender um material que não seja tabaco. O líquido pode incluir soluções aquosas, solventes não aquosos tal como etanol, extratos vegetais, nicotina, aromas naturais ou artificiais ou qualquer combinação dos referidos. Preferivelmente, o líquido adicionalmente compreende um formador de aerossol que facilita a formação de um aerossol denso e estável. Exemplos de formadores de aerossol adequados são glicerina e propileno glicol.

[00021] Se o substrato de formação de aerossol for um substrato líquido, o sistema de geração de aerossol pode adicionalmente compreender uma porção de armazenamento para armazenar o substrato líquido de formação de aerossol. Preferivelmente, a porção de armazenamento de líquido é proporcionada no cartucho. Uma vantagem de proporcionar a porção de armazenamento é que o líquido na porção de armazenamento de líquido é protegido a partir do ar ambiente (pelo fato de que o ar não pode em geral entrar na porção de armazenamento de líquido) e, em algumas modalidades luz, de modo que o risco de degradação do líquido é significantemente reduzido. Ademais, um alto nível de higiene pode ser mantido. A porção de armazenamento de líquido pode não ser capaz de ser recarregada. Assim, quando o líquido na porção de armazenamento de líquido tiver gasto, o sistema de geração de aerossol ou o cartucho é substituído. Alternativamente, a porção de armazenamento de líquido pode ser recarregada. Nesse caso, o sistema de geração de aerossol ou cartucho pode ser substituído após um determinado número de recarga da porção de armazenamento de líquido. Preferivelmente, a porção de armazenamento de líquido é disposta para conter líquido por um predeterminado número de puffs.

[00022] O substrato de formação de aerossol pode alternativamente ser qualquer outro tipo de substrato, por exemplo, um substrato de gás, um substrato de gel ou qualquer combinação dos vários tipos de substrato.

[00023] Se o substrato de formação de aerossol for um substrato líquido de formação de aerossol, o vaporizador do sistema de geração de aerossol pode compreender uma mecha capilar para transportar o substrato líquido de formação de aerossol por ação capilar. A mecha capilar pode ser proporcionada no dispositivo de geração de aerossol ou no cartucho, mas preferivelmente, a mecha capilar é proporcionada no cartucho. Preferivelmente, a mecha capilar é disposta para estar em contato com o líquido na porção de armazenamento de líquido. Preferivelmente, a mecha capilar se estende para dentro da porção de armazenamento de líquido. Nesse caso, em uso, o líquido é transferido a partir da porção de armazenamento de líquido por ação capilar na mecha capilar. Em uma modalidade, o líquido em uma extremidade da mecha capilar é vaporizado pelo aquecedor para formar um vapor supersaturado. O vapor supersaturado é misturado com e portado no fluxo de ar. Durante o fluxo, o vapor se condensa para formar o aerossol e o aerossol é portado em direção da boca de um usuário. O substrato líquido de formação de aerossol tem propriedades físicas adequadas, incluindo tensão de superfície e viscosidade, o que permite que o líquido seja transportado através da mecha capilar por ação capilar.

[00024] A mecha capilar pode ser dotada de uma estrutura fibrosa ou esponjosa. A mecha capilar preferivelmente compreende um feixe de capilares. Por exemplo, a mecha capilar pode compreender uma pluralidade de fibras ou fios ou outros tubos de orifício fino. As fibras ou fios podem ser em geral alinhados na direção longitudinal do sistema de geração de aerossol. Alternativamente, a mecha capilar pode compreender um material em forma de esponja ou em forma de espuma formado em um formato de bastão. O formato de bastão pode se estender ao longo da direção longitudinal do sistema de geração de aerossol. A estrutura de mecha forma uma pluralidade de pequenos orifícios ou tubos, através dos quais o líquido pode ser transportado por ação capilar. A mecha capilar pode compreender qualquer material adequado ou uma combinação de materiais. Exemplos de materiais adequados são materiais capilares, por exemplo, um material de esponja ou material de espuma, materiais com base em cerâmicos- ou com base em grafite na forma de fibras ou pós sinterizados, materiais plástico ou de metal espumado, um material fibroso, por exemplo, produzido de fibras fiadas ou extrusadas, tais como fibras de acetato de celulose, poliéster, ou poliolefina ligada, polietileno, terileno ou polipropileno, fibras de náilon ou de cerâmica. A mecha capilar pode ser dotada de capilaridade e porosidade adequados de modo a ser usada com líquidos de diferentes propriedades físicas. O líquido tem propriedades físicas, incluindo, mas não limitadas a, viscosidade, tensão de superfície, densidade, condutividade térmica, ponto de ebulição e pressão de vapor, que permitem que o líquido seja transportado através do dispositivo capilar por ação capilar. A mecha capilar deve ser adequada de modo que a quantidade necessária de líquido pode ser enviada ao vaporizador.

[00025] Alternativamente, em vez de uma mecha capilar, o sistema de geração de aerossol pode compreender qualquer interface adequada capilar ou porosa entre o substrato líquido de formação de aerossol e o vaporizador, para transportar a quantidade desejada de líquido ao vaporizador. A interface capilar ou porosa pode ser proporcionada no cartucho ou no dispositivo, mas preferivelmente, a interface capilar ou porosa é proporcionada no cartucho. O substrato de formação de aerossol pode ser adsorvido, revestido, impregnado de outro modo abastecido em qualquer veículo ou suporte adequado.

[00026] Preferivelmente, mas não necessariamente, a mecha capilar ou interface capilar ou porosa é contida na mesma porção que a porção de armazenamento de líquido.

[00027] O vaporizador pode ser um aquecedor. O aquecedor pode aquecer o meio de substrato de formação de aerossol por um ou mais de condução, convecção e radiação. O aquecedor pode ser um aquecedor elétrico acionado por uma fonte de energia elétrica. O aquecedor pode alternativamente ser acionado por uma fonte de energia não elétrica, tal como um combustível: por exemplo, o aquecedor pode compreender um elemento termicamente condutivo que é aquecido por combustão de um gás combustível. O aquecedor pode aquecer o substrato de formação de aerossol por meio de condução e pode estar pelo menos parcialmente em contato com o substrato, ou um veículo no qual o substrato é depositado. Alternativamente, o calor a partir do aquecedor pode ser conduzido ao substrato por meio de um elemento intermediário de condução de calor. Alternativamente, o aquecedor pode transferir calor ao ar ambiente que entra que é arrastado através do sistema de geração de aerossol durante o uso, o qual por sua vez aquece o substrato de formação de aerossol por convecção. Em uma modalidade preferida, o sistema de geração de aerossol é eletricamente operado e o vaporizador do sistema de geração de aerossol compreende um aquecedor elétrico para aquecer o substrato de formação de aerossol.

[00028] O aquecedor elétrico pode compreender um único elemento de aquecimento. Alternativamente, o aquecedor elétrico pode compreender mais do que um elemento de aquecimento por exemplo, dois, ou três, ou quatro, ou cinco, ou seis ou mais elementos de aquecimento. O elemento de aquecimento ou elementos de aquecimento podem ser dispostos adequadamente de modo a mais eficientemente aquecer o substrato de formação de aerossol.

[00029] O pelo menos um elemento de aquecimento elétrico preferivelmente compreende um material eletricamente resistivo. Materiais eletricamente resistivos adequados incluem, mas não são limitados a: semicondutores tais como cerâmicas aditivadas, cerâmicas eletricamente "condutoras" (tal como, por exemplo, disilicileto de molibdênio), carbono, grafite, metais, ligas de metal e materiais compósitos produzidos de um material cerâmico e um material metálico. Os referidos materiais compósitos podem compreender cerâmicas aditivadas ou cerâmicas não aditivadas. Exemplos de cerâmicas aditivadas adequadas incluem carburetos de silício aditivados. Exemplos de metais adequados incluem titânio, zircônio, tântalo e metais a partir do grupo 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 arca registrada de Titanium Metals Corporation, 1999 Broadway Suite 4300, Denver Colorado. Em materiais compósitos, o material eletricamente resistivo pode opcionalmente ser embutido em encapsulado ou revestido com um material isolante ou vice-versa, dependendo da cinética de transferência de energia e das propriedades físico-químicas externas necessárias. O elemento de aquecimento pode compreender uma folha metálica gravada isolada entre duas camadas de um material inerte. Nesse caso, o material inerte pode compreender Kapton®, uma folha toda de poli imida ou de mica. Kapton® é uma marca registrada de E.I. du Pont of Nemours and Company, 1007 Market Street, Wilmington, Delaware 19898, United States of America.

[00030] Alternativamente, o pelo menos um elemento de aquecimento elétrico pode compreender um elemento de aquecimento de infravermelho, uma fonte fotônica ou um elemento de aquecimento indutivo.

[00031] O pelo menos um elemento de aquecimento elétrico pode adotar qualquer forma adequada. Por exemplo, o pelo menos um elemento de aquecimento elétrico pode adotar a forma de uma lâmina de aquecimento. Alternativamente, o pelo menos um elemento de aquecimento elétrico pode adotar a forma de um invólucro ou substrato tendo diferentes porções eletro-condutivas, ou um tubo de metal eletricamente resistivo. A porção de armazenamento de líquido pode incorporar um elemento de aquecimento descartável. Alternativamente, se o substrato de formação de aerossol for líquido, uma ou mais agulhas ou bastões de aquecimento que percorrem através do substrato líquido de formação de aerossol pode também ser adequada. Alternativamente, o pelo menos um elemento de aquecimento elétrico pode ser um aquecedor de disco (extremidade) ou uma combinação de um aquecedor de disco com agulhas ou bastões de aquecimento. Alternativamente, o pelo menos um elemento de aquecimento elétrico pode compreender uma folha flexível de material. Outras alternativas incluem um fio de aquecimento ou filamento, por exemplo, de níquel-cromo (Ni-Cr), platina, tungstênio ou fio de liga, ou uma placa de aquecimento. Opcionalmente, o elemento de aquecimento pode ser depositado em ou em um material de veículo rígido.

[00032] O pelo menos um elemento de aquecimento elétrico pode compreender uma dissipador de calor, ou reservatório de calor compreendendo um material capaz de absorver e armazenar calor e subsequentemente liberar o calor com o tempo para aquecer o substrato de formação de aerossol. O dissipador de calor pode ser formado de qualquer material adequado, tal como um material adequado de metal ou cerâmica. Preferivelmente, o material tem uma alta capacidade de calor (material de armazenamento sensível a calor), ou é um material capaz de absorver e subsequentemente liberar calor por meio de um processo reversível, tal como uma mudança de fase de alta temperatura. Materiais de armazenamento sensíveis a calor adequados incluem sílica gel, alumina, carbono, esteira de vidro, fibra de vidro, minerais, um metal ou uma liga tal como alumínio, prata ou chumbo, e um material de celulose. Outros materiais adequados que liberam calor por meio de uma mudança de fase reversível incluem parafina, acetato de sódio, naftaleno, cera, óxido de polietileno, um metal, sal de metal, uma mistura de sais eutéticos ou uma liga.

[00033] O dissipador de calor pode ser disposto de modo que o mesmo esteja diretamente em contato com o substrato de formação de aerossol e pode transferir o calor armazenado diretamente ao substrato. Alternativamente, o calor armazenado no dissipador de calor ou reservatório de calor pode ser transferido ao substrato de formação de aerossol por meio de um condutor de calor, tal como um tubo metálico.

[00034] O pelo menos um elemento de aquecimento pode aquecer o substrato de formação de aerossol por meio de condução. O elemento de aquecimento pode ser pelo menos parcialmente em contato com o substrato. Alternativamente, o calor a partir do elemento de aquecimento pode ser conduzido ao substrato por meio de um condutor de calor.

[00035] Alternativamente, o pelo menos um elemento de aquecimento pode transferir calor ao ar ambiente que entra que é arrastado através do dispositivo de geração de aerossol e o cartucho durante uso, o que por sua vez aquece o substrato de formação de aerossol por convecção. O ar ambiente pode ser aquecido antes de passar através do substrato de formação de aerossol. Alternativamente, o ar ambiente pode ser primeiro arrastado através do substrato líquido e então aquecido.

[00036] O aquecedor elétrico pode ser contido no dispositivo ou no cartucho. Preferivelmente, mas não necessariamente, o aquecedor elétrico é contido na mesma porção que a mecha capilar.

[00037] Em uma modalidade preferida, o substrato de formação de aerossol é um substrato líquido de formação de aerossol, o sistema de geração de aerossol compreende a porção de armazenamento para armazenar o substrato líquido de formação de aerossol, e o vaporizador do sistema de geração de aerossol compreende um aquecedor elétrico e a mecha capilar. Nessa modalidade, preferivelmente a mecha capilar é disposta para estar em contato com o líquido na porção de armazenamento de líquido. Em uso, o líquido é transferido a partir da porção de armazenamento de líquido em direção do aquecedor elétrico por ação capilar na mecha capilar. Em uma modalidade, a mecha capilar tem uma primeira extremidade e uma segunda extremidade, a primeira extremidade se estendendo para dentro da porção de armazenamento de líquido para contato com líquido na mesma e o aquecedor elétrico sendo disposto para aquecer líquido na segunda extremidade. Em outra modalidade, a mecha capilar pode se encontrar ao longo da borda da porção de armazenamento de líquido. Quando o aquecedor é ativado, o líquido na segunda extremidade da mecha capilar é vaporizado pelo aquecedor para formar o vapor supersaturado. O vapor supersaturado é misturado com e portado no fluxo de ar. Durante o fluxo, o vapor se condensa para formar o aerossol e o aerossol é portado em direção da boca de um usuário.

[00038] Entretanto, a presente invenção não é limitada a vaporizadores aquecedores mas pode ser usada em sistemas de geração de aerossol nos quais o vapor e aerossol resultante é gerado por um vaporizador mecânico, por exemplo, mas não limitado a um piezo vaporizador ou um atomizador usando líquido pressurizado.

[00039] A porção de armazenamento de líquido, e opcionalmente a mecha capilar e o aquecedor, podem ser removíveis a partir do sistema de geração de aerossol como um único componente. Por exemplo, a porção de armazenamento de líquido, a mecha capilar e o aquecedor podem ser contidos no cartucho.

[00040] O sistema de geração de aerossol pode ser eletricamente operado e pode adicionalmente compreender uma fonte de energia elétrica. A fonte de energia elétrica pode ser contida no cartucho ou no dispositivo de geração de aerossol. Preferivelmente, a fonte de energia elétrica é contida no dispositivo de geração de aerossol. A fonte de energia elétrica pode ser uma fonte de energia AC ou uma fonte de energia DC. Preferivelmente, a fonte de energia elétrica é uma bateria.

[00041] O sistema de geração de aerossol pode adicionalmente compreender circuito elétrico. Em uma modalidade, o circuito elétrico compreende um sensor para detectar fluxo de ar indicativo de um usuário que está fazendo um puff. Nesse caso, preferivelmente, o circuito elétrico é disposto para proporcionar um pulso de corrente elétrica ao aquecedor elétrico quando o sensor faz uma leitura de um usuário fazendo um puff. Preferivelmente, o período de tempo do pulso de corrente elétrica é pré-ajustado, dependendo da quantidade de substrato de formação de aerossol desejado a ser vaporizado. O circuito elétrico é preferivelmente programável para esse fim. Alternativamente, o circuito elétrico pode compreender uma chave manualmente operável para um usuário para iniciar um puff. O período de tempo do pulso de corrente elétrica é preferivelmente pré-ajustado dependendo da quantidade de substrato de formação de aerossol desejado a ser vaporizado. O circuito elétrico é preferivelmente programável para esse fim. O circuito elétrico pode ser contido no cartucho ou no dispositivo. Preferivelmente, o circuito elétrico é contido no dispositivo.

[00042] Se o sistema de geração de aerossol inclui um alojamento, preferivelmente o alojamento é alongado. Se o sistema de geração de aerossol inclui uma mecha capilar, o eixo longitudinal da mecha capilar e o eixo longitudinal do alojamento podem ser substancialmente paralelos. O alojamento pode compreender uma porção de alojamento para o dispositivo de geração de aerossol e uma porção de alojamento para o cartucho. Nesse caso, todos os componentes podem ser contidos em qualquer uma das porções de alojamento. Em uma modalidade, o alojamento inclui um dispositivo de inserção removível compreendendo uma porção de armazenamento de líquido, uma mecha capilar e o aquecedor. Na referida modalidade, as referidas partes do sistema de geração de aerossol podem ser removíveis a partir do alojamento como um único componente. Isso pode ser útil para recarga ou substituição da porção de armazenamento de líquido, por exemplo.

[00043] Em uma modalidade particularmente preferida, o substrato de formação de aerossol é um substrato líquido de formação de aerossol, e o sistema de geração de aerossol adicionalmente compreende: um alojamento compreendendo uma manga interna tendo pelo menos uma abertura interna e uma manga externa tendo pelo menos uma abertura externa, as aberturas interna e externa juntas formando a pelo menos uma entrada de ar; uma fonte de energia elétrica e circuito elétrico dispostos no dispositivo de geração de aerossol; e a porção de armazenamento para conter o substrato líquido de formação de aerossol; em que o vaporizador compreende uma mecha capilar para transportar o substrato líquido de formação de aerossol a partir da porção de armazenamento de líquido, a mecha capilar tendo uma primeira extremidade se estendendo para dentro da porção de armazenamento de líquido e uma segunda extremidade oposta à primeira extremidade, e um aquecedor elétrico, conectado à fonte de energia elétrica, para aquecer o substrato líquido de formação de aerossol em a segunda extremidade da mecha capilar; em que a porção de armazenamento de líquido, mecha capilar e aquecedor elétrico são dispostas no cartucho do sistema de geração de aerossol; e em que os meios de controle de fluxo compreendem a manga interna e a manga externa do alojamento, as mangas interna e externa sendo dispostas para se mover uma com relação a outra de modo a variar a extensão de sobreposição da abertura interna e da abertura externa de modo a variar o tamanho da pelo menos uma entrada de ar.

[00044] Preferivelmente, o dispositivo de geração de aerossol e o cartucho são portáteis, não só individualmente, mas também em cooperação. Preferivelmente, o dispositivo é reutilizável por um usuário. Preferivelmente, o cartucho é descartável por um usuário, por exemplo, quando não há mais líquido contido na porção de armazenamento de líquido. O dispositivo de geração de aerossol e o cartucho podem cooperar para formar um sistema de geração de aerossol que é um sistema de fumar e que pode ser dotado de um tamanho comparável a um cigarro ou charuto convencional. O sistema de fumar pode ser dotado de um comprimento total entre aproximadamente 30 mm e aproximadamente 150 mm. O sistema de fumar pode ser dotado de um diâmetro externo entre aproximadamente 5 mm e aproximadamente 30 mm.

[00045] Preferivelmente, o sistema de geração de aerossol é um sistema de fumar eletricamente operado. De acordo com a presente invenção, é também proporcionado um sistema de geração de aerossol para aquecer um substrato de formação de aerossol, o sistema compreendendo: um vaporizador para aquecer o substrato de formação de aerossol para formar um aerossol; pelo menos uma entrada de ar; pelo menos uma saída de ar, a entrada de ar e a saída de ar sendo dispostas para definir uma via de fluxo de ar entre a entrada de ar e a saída de ar; e meios de controle de fluxo para ajustar o tamanho da pelo menos uma entrada de ar, de modo a controlar a velocidade de fluxo de ar na via de fluxo de ar.

[00046] De acordo com outro aspecto da presente invenção, é proporcionado um cartucho compreendendo: uma porção de armazenamento a porção de armazenamento para armazenar um substrato de formação de aerossol; um vaporizador para aquecer o substrato de formação de aerossol; pelo menos uma entrada de ar; pelo menos uma saída de ar, a entrada de ar e a saída de ar sendo dispostas para definir uma via de fluxo de ar entre a entrada de ar e a saída de ar; e em que o cartucho compreende meios de controle de fluxo para ajustar o tamanho da pelo menos uma entrada de ar, de modo a controlar a velocidade de fluxo de ar na via de fluxo de ar.

[00047] De acordo com outro aspecto da presente invenção, é proporcionado um dispositivo de geração de aerossol para aquecer um substrato de formação de aerossol compreendendo a porção de armazenamento para armazenar um substrato de formação de aerossol; um vaporizador para aquecer o substrato de formação de aerossol; pelo menos uma entrada de ar; pelo menos uma saída de ar, a entrada de ar e a saída de ar sendo dispostas para definir uma via de fluxo de ar entre a entrada de ar e a saída de ar; e em que o dispositivo compreende meios de controle de fluxo para ajustar o tamanho da pelo menos uma entrada de ar, de modo a controlar a velocidade de fluxo de ar na via de fluxo de ar.

[00048] Para todos os aspectos da presente invenção, a porção de armazenamento pode ser uma porção de armazenamento de líquido. Para todos os aspectos da presente invenção, o aerossol formando substrato pode ser um substrato de formação de aerossol líquido.

[00049] O substrato de formação de aerossol pode alternativamente ser qualquer outro tipo de substrato, por exemplo, um substrato de gás ou um substrato de gel, ou qualquer combinação de vários tipos de substrato.

[00050] A pelo menos uma saída de ar pode ser proporcionada apenas no cartucho. Alternativamente, a pelo menos uma saída de ar pode ser proporcionada apenas no dispositivo de geração de aerossol. Alternativamente, pelo menos uma saída de ar pode ser proporcionada no cartucho e pelo menos uma saída de ar pode ser proporcionada no dispositivo de geração de aerossol. A pelo menos uma entrada de ar pode ser proporcionada apenas no cartucho. Alternativamente, a pelo menos uma entrada de ar pode ser proporcionada apenas no dispositivo de geração de aerossol. Alternativamente, pelo menos uma entrada de ar pode ser proporcionada no cartucho e pelo menos uma entrada de ar pode ser proporcionada no dispositivo de geração de aerossol. Por exemplo, a pelo menos uma entrada de ar no cartucho e a pelo menos uma entrada de ar no dispositivo de geração de aerossol pode ser disposta para se alinhar ou parcialmente se alinhar quando o cartucho está em uso com o dispositivo de geração de aerossol.

[00051] Os meios de controle de fluxo podem ser proporcionados apenas no cartucho. Alternativamente, ambos o cartucho e o dispositivo de geração de aerossol podem compreender meios de controle de fluxo. Na referida modalidade, preferivelmente o cartucho e o dispositivo de geração de aerossol cooperam para formar os meios de controle de fluxo. Alternativamente, o cartucho pode compreender primeiro meio de controle de fluxo e o dispositivo de geração de aerossol pode compreender segundo meios de controle de fluxo. Em uma modalidade preferida, os meios de controle de fluxo compreendem: um primeiro membro do cartucho e um segundo membro do dispositivo de geração de aerossol, os primeiro e segundo membros cooperando para definir a pelo menos uma entrada de ar, em que os primeiro e segundo membros são dispostos para se mover um com relação ao outro de modo a variar o tamanho da pelo menos uma entrada de ar.

[00052] Por exemplo, se o cartucho compreende pelo menos uma entrada de ar e o dispositivo de geração de aerossol compreende pelo menos uma entrada de ar, a pelo menos uma entrada de ar no cartucho e a pelo menos uma entrada de ar no dispositivo de geração de aerossol pode ser dispostas para se alinhar ou parcialmente se alinhar quando o cartucho está em uso com o dispositivo de geração de aerossol. O primeiro membro e o segundo membro podem ser dispostos para se mover um com relação ao outro de modo a variar a extensão de sobreposição da entrada de ar no cartucho e a entrada de ar no dispositivo de geração de aerossol. Se há muito pouca sobreposição entre as duas porções de entrada de ar, a entrada de ar resultante será dotada de uma pequena área de seção transversal. Isso irá aumentar a velocidade do fluxo de ar no dispositivo de geração de aerossol. Se há uma grande quantidade de sobreposição entre as duas porções de entrada de ar, a entrada de ar resultante será dotada de uma grande área de seção transversal. Isso irá reduzir a velocidade do fluxo de ar no dispositivo de geração de aerossol.

[00053] Preferivelmente, o vaporizador compreende uma mecha capilar para transportar o substrato líquido de formação de aerossol por ação capilar. As propriedades da referida mecha capilar já foram discutidas. Alternativamente, em vez da mecha capilar, o vaporizador pode compreender qualquer interface capilar ou porosa adequada para transportar a quantidade desejada de líquido a ser vaporizado.

[00054] Preferivelmente, o dispositivo de geração de aerossol é eletricamente operado e o vaporizador compreende um aquecedor elétrico para aquecer o substrato líquido de formação de aerossol, o aquecedor elétrico sendo capaz de ser conectado a uma fonte de energia elétrica no dispositivo de geração de aerossol. As propriedades do referido aquecedor elétrico já foram anteriormente discutidas.

[00055] Em uma modalidade preferida, o vaporizador do cartucho compreende um aquecedor elétrico e uma mecha capilar. Na referida modalidade, preferivelmente a mecha capilar é disposta para estar em contato com líquido na porção de armazenamento. Em uso, o líquido é transferido a partir da porção de armazenamento em direção do aquecedor elétrico por ação capilar na mecha capilar. Em uma modalidade, a mecha capilar tem uma primeira extremidade e uma segunda extremidade, a primeira extremidade se estendendo para dentro da porção de armazenamento para contato com líquido na mesma e o aquecedor elétrico sendo disposto para aquecer líquido na segunda extremidade. Quando o aquecedor é ativado, o líquido na segunda extremidade da mecha capilar é vaporizado pelo aquecedor para formar o vapor supersaturado.

[00056] De acordo com outro aspecto da presente invenção, é proporcionado um método para variar a velocidade de fluxo de ar em um sistema de geração de aerossol compreendendo um dispositivo de geração de aerossol em cooperação com um cartucho, o sistema de geração de aerossol compreendendo um vaporizador para aquecer um substrato de formação de aerossol para formar um aerossol, pelo menos uma entrada de ar, e pelo menos uma saída de ar, a entrada de ar e a saída de ar sendo dispostas para definir uma via de fluxo de ar entre a entrada de ar e a saída de ar, o método compreendendo: ajustar o tamanho da pelo menos uma entrada de ar, de modo a variar a velocidade de fluxo de ar na via de fluxo de ar.

[00057] Ajustar o tamanho da pelo menos uma entrada de ar varia a queda de pressão na entrada de ar. Isso afeta a velocidade do fluxo de ar através do sistema de geração de aerossol e a resistência ao arrasto. A velocidade de fluxo de ar afeta o tamanho médio de gotícula e a distribuição do tamanho de gotícula no aerossol, que pode por sua vez afetar a experiência para o usuário.

[00058] Em uma modalidade, o sistema de geração de aerossol compreende um primeiro membro e um segundo membro, os primeiro e segundo membros cooperando para definir a pelo menos uma entrada de ar, e em que a etapa de ajustar o tamanho da pelo menos uma entrada de ar compreende mover os primeiro e segundo membros um com relação ao outro de modo a variar o tamanho da pelo menos uma entrada de ar. Um dos primeiro e segundo membros podem ser proporcionados no dispositivo de geração de aerossol, e o outro dos primeiro e segundo membros podem ser proporcionados no cartucho.

[00059] As características adicionais descritas em relação a um aspecto da presente invenção podem ser aplicáveis a outro aspecto da presente invenção. Em particular, as características adicionais descritas em relação ao dispositivo de geração de aerossol podem também ser aplicáveis ao cartucho.

[00060] A presente invenção será adicionalmente descrita, por meio de exemplo apenas, com referência aos desenhos em anexo, dos quais:

[00061] A Figura 1 mostra uma modalidade de um sistema de geração de aerossol de acordo com a presente invenção; A Figura 2 é uma vista em perspectiva da porção de um sistema de geração de aerossol de acordo com a presente invenção, mostrando as porções de entrada de ar em mais detalhes; A Figura 3 é um gráfico mostrando a resistência ao arrasto como uma função da seção transversal do trajeto de fluxo de ar em um sistema de geração de aerossol; A Figura 4 é um gráfico mostrando o efeito de coeficiente de fluxo de ar no tamanho de gotícula do aerossol para um determinado substrato de formação de aerossol em um sistema de geração de aerossol; e A Figura 5 é um gráfico mostrando o efeito de coeficiente de fluxo de ar no tamanho de gotícula do aerossol para dois substratos de formação de aerossol alternativos em um sistema de geração de aerossol.

[00062] A Figura 1 mostra um exemplo de um sistema de geração de aerossol de acordo com a presente invenção. Na Figura 1, o sistema é um sistema de fumar eletricamente operado tendo uma porção de armazenamento. O sistema de fumar 101 da Figura 1 compreende um cartucho 103 e um dispositivo 105. No dispositivo 105, é proporcionado uma fonte de energia elétrica na forma de bateria 107 e circuito elétrico na forma de hardware 109 e sistema de detecção de puff 111. No cartucho 103, é proporcionado a porção de armazenamento 113 contendo líquido 115, uma mecha capilar 117 e um vaporizador na forma de aquecedor 119. Observar que o aquecedor é apenas mostrado de modo esquemático na Figura 1. Na modalidade exemplificativa mostrada na Figura 1, uma extremidade da mecha capilar 117 se estende para dentro da porção de armazenamento de líquido 113 e a outra extremidade da mecha capilar 117 é circundada pelo aquecedor 119. O aquecedor é conectado ao circuito elétrico via conexões 121, que podem passar ao longo do lado de fora da porção de armazenamento de líquido 113 (não mostrado na Figura 1). O cartucho 103 e o dispositivo 105 cada um dos quais inclui aberturas as quais, quando o cartucho e dispositivo são montados juntos, se alinham para formar as porções de entrada de ar 123. Meios de controle de fluxo (a ser descrito adicionalmente com referência às Figuras 2 a 5) são proporcionados, permitindo que o tamanho das porções de entrada de ar 123 seja ajustado. O cartucho 103 adicionalmente inclui uma saída de ar 125, e uma câmara de formação de aerossol 127. A via de fluxo de ar a partir das porções de entrada de ar 123 através da câmara de formação de aerossol 127 para a saída de ar 125 é mostrada pelas setas pontilhadas.

[00063] Em uso, a operação é como a seguir. O líquido 115 é transportado por ação capilar a partir da porção de armazenamento de líquido 113 a partir da extremidade da mecha 117 que se estende para dentro da porção de armazenamento de líquido a outra extremidade da mecha que é circundada pelo aquecedor 119. Quando um usuário puxa no sistema de geração de aerossol na saída de ar 125, o ar ambiente é arrastado através das porções de entrada de ar 123 como mostrado pelas setas pontilhadas. No arranjo mostrado na Figura 1, o sistema de detecção de puff 111 lê o puff e ativa o aquecedor 119. A bateria 107 fornece energia elétrica ao aquecedor 119 para aquecer a extremidade da mecha 117 circundada pelo aquecedor. O líquido naquela extremidade da mecha 117 é vaporizado pelo aquecedor 119 para criar um vapor supersaturado. Ao mesmo tempo, o líquido sendo vaporizado é substituído por líquido adicional que se move ao longo da mecha 117 por ação capilar. Isso é algumas vezes referido como "ação de bombear". O vapor supersaturado criado é misturado com e portado no fluxo de ar a partir das porções de entrada de ar 123. Na câmara de formação de aerossol 127, o vapor se condensa para formar um aerossol inalável, que é portado em direção da saída 125 e para dentro da boca do usuário.

[00064] Na modalidade mostrada na Figura 1, o hardware 109 e o sistema de detecção de puff 111 são preferivelmente programáveis. O hardware 109 e o sistema de detecção de puff 111 podem ser usados para gerenciar a operação do sistema de geração de aerossol.

[00065] A Figura 1 mostra um exemplo de um sistema de geração de aerossol de acordo com a presente invenção. Muitos outros exemplos são possíveis, entretanto. O sistema de geração de aerossol simplesmente precisa compreender um dispositivo de geração de aerossol e um cartucho e incluir um vaporizador para aquecer o substrato de formação de aerossol para formar um aerossol, pelo menos uma entrada de ar, pelo menos uma saída de ar, e meios de controle de fluxo (a ser descrito abaixo com referência às Figuras 2 a 5) para ajustar o tamanho da pelo menos uma entrada de ar de modo a controlar a velocidade de fluxo de ar na via de fluxo de ar a partir da entrada de ar para a saída de ar. Por exemplo, o sistema não precisa ser eletricamente operado. Por exemplo, o sistema não precisa ser um sistema de fumar. Por exemplo, o substrato de formação de aerossol não precisa ser um substrato líquido de formação de aerossol. Ademais, mesmo se o substrato de formação de aerossol for um substrato líquido de formação de aerossol, o sistema pode não incluir a mecha capilar. Nesse caso, o sistema pode incluir outro mecanismo para o envio de líquido para vaporização. Adicionalmente, o sistema pode não incluir um aquecedor, em cujo caso outro dispositivo pode ser incluído para aquecer o substrato de formação de aerossol. Por exemplo, um sistema de detecção de puff não precisa ser proporcionado. Em vez disso, o sistema pode operar por ativação manual, por exemplo, o usuário operando uma chave quando um puff é realizado. Por exemplo, o formato geral e o tamanho do sistema de geração de aerossol podem ser alterados.

[00066] Como discutido acima, de acordo com a presente invenção, o sistema de geração de aerossol inclui meios de controle de fluxo para ajustar o tamanho da pelo menos uma entrada de ar, de modo a controlar a velocidade de fluxo de ar na via de fluxo de ar através do sistema de geração de aerossol. Uma modalidade da presente invenção, incluindo os meios de controle de fluxo, será agora descrita com referência às Figuras 2 a 5. A modalidade é com base no exemplo mostrado na Figura 1, embora seja aplicável a outras modalidades dos sistemas de geração de aerossol. Observar que as Figuras 1 e 2 são de natureza esquemática. Em particular, os componentes mostrados não estão necessariamente em escala seja individualmente ou um em relação ao outro.

[00067] A Figura 2 é uma vista em perspectiva da porção do sistema de geração de aerossol da Figura 1, mostrando em mais detalhes as porções de entrada de ar 123. A Figura 2 mostra o cartucho 103 do sistema de geração de aerossol 101 montado com o dispositivo 105 do sistema de geração de aerossol 101. O cartucho 103 e o dispositivo 105 cada um dos quais inclui aberturas as quais, quando o cartucho e dispositivo são montados juntos, se alinham ou parcialmente se alinham para formar as porções de entrada de ar 123.

[00068] Em uso, o cartucho 103 e o dispositivo 105 podem ser girados um com relação ao outro como mostrado pela seta. A extensão de sobreposição de dos conjuntos de aberturas no cartucho 103 e no dispositivo 105 define o tamanho das porções de entrada de ar 123. O tamanho das porções de entrada de ar 123 influencia a velocidade do fluxo de ar através do sistema de geração de aerossol 101, o qual, por sua vez, afeta o tamanho de gotícula no aerossol. Isso será descrito adicionalmente com referência às Figuras 3 a 5.

[00069] A Figura 3 é um gráfico mostrando a resistência ao arrasto (queda de pressão em Pascals (Pa)) como uma função da seção transversal do trajeto de fluxo de ar (mm2) em um sistema de geração de aerossol. Como pode ser visto na Figura 3, a queda de pressão aumenta na medida em que a seção transversal do trajeto de fluxo de ar diminui. (Observar que a relação mostrada na Figura 3 é para um determinado coeficiente de fluxo, que é uma combinação da duração do puff e o volume do puff). A relação entre a queda da pressão dP e o área de seção transversal do trajeto de fluxo de ar S2 segue uma relação inversa parabólica da forma dP = a/S2, onde a é uma constante. Assim, a rotação do dispositivo 105 e o cartucho 103 um com relação ao outro para aumentar o tamanho das porções de entrada de ar 123 no sistema de geração de aerossol aumenta a área de seção transversal do trajeto de fluxo de ar, que reduz a queda de pressão ou resistência ao arrasto. Girar o dispositivo 105 e o cartucho 103 um com relação ao outro para diminuir o tamanho das porções de entrada de ar 123 no sistema de geração de aerossol diminui a área de seção transversal do trajeto de fluxo de ar, que aumenta a queda de pressão ou resistência ao arrasto.

[00070] Como já mencionado, o tamanho das porções de entrada de ar 123 influencia a velocidade do fluxo de ar através do sistema de geração de aerossol 101. Isso, por sua vez, afeta o tamanho de gotícula no aerossol como será agora descrito. É sabido na técnica que aumentara o coeficiente de resfriamento em um sistema de geração de aerossol diminui o tamanho médio de gotícula no aerossol resultante. O coeficiente de resfriamento é uma combinação do gradiente de temperatura entre o vaporizador e a temperatura circundante e a velocidade do fluxo de ar local ao vaporizador. O gradiente de temperatura é determinado e fixado pelas condições ambientes, de modo que o coeficiente de resfriamento é principalmente acionado pela velocidade do fluxo de ar local através do sistema de geração de aerossol, em particular através da câmara de formação de aerossol na localidade do vaporizador. Assim, ajustar a velocidade do fluxo de ar através da câmara de formação de aerossol do sistema de geração de aerossol permite a geração de diferentes tipos de aerossóis para um determinado substrato de formação de aerossol.

[00071] A Figura 4 é um gráfico mostrando o efeito de coeficiente de fluxo de ar (litros por minuto) no tamanho de gotícula do aerossol (mícrons) para um determinado substrato de formação de aerossol em um sistema de geração de aerossol. Pode ser visto a partir da Figura 4 que ao se aumentar o coeficiente de fluxo de ar através do sistema de geração de aerossol se diminui o tamanho médio de gotícula de aerossol. De modo diferente, ao se diminuir o coeficiente de fluxo de ar através do sistema de geração de aerossol se aumenta o tamanho médio de gotícula no aerossol resultante.

[00072] Dois pontos na curva da Figura 4, A e B, foram marcados. O Estado A tem um coeficiente de fluxo de ar relativamente baixo através do sistema de geração de aerossol, resultando em um tamanho médio de gotícula relativamente grande no aerossol resultante. Isso corresponde a uma área de seção transversal do trajeto de fluxo de ar relativamente grande, o que resulta em uma resistência ao arrasto relativamente baixa, e assim sendo em um coeficiente de fluxo de ar relativamente baixo. Assim, o estado A corresponde ao dispositivo 105 e o cartucho 103 do sistema de geração de aerossol (vide as Figuras 1 e 2) sendo giradas um com relação ao outro de modo a resultar em uma relativamente grande sobreposição entre as aberturas no dispositivo 105 e o cartucho 103. Isso resulta em uma relativamente grande entrada de ar 123, por exemplo, 100% do tamanho máximo da entrada de ar. De modo diferente, o estado B tem um relativamente alto coeficiente de fluxo de ar através do sistema de geração de aerossol, resultando em um relativamente pequeno tamanho médio de gotícula no aerossol resultante. Isso corresponde a uma relativamente pequena área de seção transversal do trajeto de fluxo de ar, que resulta em uma relativamente alta resistência ao arrasto e assim sendo um relativamente alto coeficiente de fluxo de ar. Assim, o estado B corresponde ao dispositivo 105 e o cartucho 103 do sistema de geração de aerossol sendo girados um com relação ao outro de modo a resultar em uma relativamente pequena quantidade de sobreposição entre as aberturas no dispositivo 105 e o cartucho 103. Isso resulta em uma relativamente pequena entrada de ar 123, por exemplo, 40% do tamanho máximo da entrada de ar.

[00073] Como mostrado na Figura 4, a presente invenção permite que o tamanho da pelo menos uma entrada de ar seja ajustado de modo a controlar a velocidade de fluxo de ar na via de fluxo de ar. Isso permite que a geração de diferentes tipos de aerossóis (ou seja aerossóis com diferentes tamanhos médios de gotículas e distribuição do tamanho de gotículas) para um determinado substrato de formação de aerossol.

[00074] Alternativamente, ajustar a velocidade do fluxo de ar através da câmara de formação de aerossol do sistema de geração de aerossol permite que um tamanho desejado de gotícula do aerossol seja produzido para uma variedade de substratos de formação de aerossol. A Figura 5 é um gráfico mostrando o efeito de coeficiente de fluxo de ar (litros por minuto) no tamanho de gotícula do aerossol (mícrons) para dois substratos de formação de aerossol alternativos 501, 503 em um sistema de geração de aerossol. Como na Figura 4, para ambos os substratos de formação de aerossol 501 e 503, aumentar o coeficiente de fluxo de ar através do sistema de geração de aerossol diminui o tamanho médio de gotícula de aerossol e diminui o coeficiente de fluxo de ar através do sistema de geração de aerossol aumenta o tamanho médio de gotícula de aerossol. Para um determinado coeficiente de fluxo de ar, substrato de formação de aerossol 501 resulta em um menor tamanho médio de gotícula de aerossol do que substrato de formação de aerossol 503.

[00075] Dois pontos A e B foram marcados na Figura 5. A é na curva para o substrato de formação de aerossol 501. B é na curva para o substrato de formação de aerossol 503. Em A e B o tamanho médio de gotícula de aerossol resultante é igual. Para o estado A, em virtude das propriedades de substrato de formação de aerossol 501, o coeficiente de fluxo de ar que resulta naquele tamanho médio de gotícula de aerossol é relativamente baixo. Isso corresponde a uma relativamente grande área de seção transversal do trajeto de fluxo de ar, que resulta em uma relativamente baixa resistência ao arrasto, e assim sendo um relativamente baixo coeficiente de fluxo de ar. Assim, o estado A corresponde ao dispositivo 105 e ao cartucho 103 do sistema de geração de aerossol (vide as Figuras 1 e 2) sendo girados um com relação ao outro de modo a resultar em uma relativamente grande sobreposição entre as aberturas no dispositivo 105 e o cartucho 103. Isso resulta em uma relativamente grande entrada de ar 123, por exemplo, 100% do tamanho máximo da entrada de ar. Para o estado B, entretanto, em virtude das propriedades do substrato de formação de aerossol 503, o coeficiente de fluxo de ar que resulta naquele tamanho médio de gotícula de aerossol é relativamente alto. Isso corresponde a uma relativamente pequena área de seção transversal do trajeto de fluxo de ar, que resulta em uma relativamente alta resistência ao arrasto, e assim sendo um relativamente alto coeficiente de fluxo de ar. Assim, o estado B corresponde ao dispositivo 105 e o cartucho 103 do sistema de geração de aerossol sendo girados um com relação ao outro de modo a resultar em uma relativamente pequena sobreposição entre as aberturas no dispositivo 105 e o cartucho 103. Isso resulta em uma relativamente pequena entrada de ar 123, por exemplo, 40% do tamanho máximo da entrada de ar.

[00076] Como mostrado na Figura 5, a presente invenção permite que o tamanho da pelo menos uma entrada de ar seja ajustado de modo a controlar a velocidade de fluxo de ar na via de fluxo de ar. Isso permite a geração de um desejado aerossol (que está tendo o desejado tamanho médio de gotícula e distribuição do tamanho de gotícula) para uma variedade de substratos de formação de aerossol.

[00077] Na modalidade descrita, a rotação do dispositivo 105 e o cartucho 103 um com relação ao outro proporciona meios de controle de fluxo que permitem que a queda da pressão nas porções de entrada de ar 123 seja ajustada. Isso afeta a velocidade do fluxo de ar através do sistema de geração de aerossol. A velocidade de fluxo de ar afeta o tamanho médio de gotícula e a distribuição do tamanho de gotícula no aerossol, que pode por sua vez afetar a experiência para o usuário. Assim, os meios de controle de fluxo permitem que a resistência ao arrasto (que é queda de pressão na entrada de ar) seja ajustada, por exemplo, de acordo com preferência do usuário. Adicionalmente, para um determinado substrato de formação de aerossol, os meios de controle de fluxo permitem que uma faixa de tamanho médio de gotículas de aerossol seja produzida, e o aerossol desejado pode ser selecionado por um usuário de acordo com a preferência do usuário. Também, os meios de controle de fluxo permitem que um tamanho médio de gotícula de aerossol particular desejado seja produzido para a seleção de substratos de formação de aerossol. Assim, os meios de controle de fluxo permitem que o sistema de geração de aerossol seja compatível com uma variedade de diferentes substratos de formação de aerossol e os meios de controle de fluxo permitem que o usuário selecione as propriedades desejadas do aerossol para um número de diferentes substratos compatíveis de formação de aerossol.

[00078] Na Figura 2, os meios de controle de fluxo são proporcionados por rotação do dispositivo 105 e do cartucho 103 do sistema de geração de aerossol um em relação ao outro. Entretanto, os meios de controle de fluxo não precisam ser proporcionados por cooperação das duas porções do sistema. Meios de controle de fluxo podem ser proporcionados no dispositivo 105. Alternativamente ou adicionalmente, meios de controle de fluxo podem ser proporcionados no cartucho 103. De fato, o sistema de geração de aerossol não precisa compreender um cartucho e dispositivo separados. Adicionalmente, na modalidade da Figura 2, o tamanho das porções de entrada de ar 123 é ajustado por variar a extensão de sobreposição das aberturas no dispositivo 105 e no cartucho 103. Entretanto, os meios de controle de fluxo não precisam ser formados por sobreposição de dois conjuntos de aberturas. Os meios de controle de fluxo podem ser proporcionados por qualquer outro mecanismo adequado. Por exemplo, os meios de controle de fluxo podem ser proporcionados por uma única abertura tendo um obturador móvel para abrir e fechar a abertura. Adicionalmente, na modalidade da Figura 2, o dispositivo 105 e o cartucho 103 são giratórios um em relação ao outro. Entretanto, alternativamente, o dispositivo 105 e o cartucho 103 podem ser móveis de modo linear um em relação ao outro, por exemplo, por deslizar. Alternativamente, o dispositivo 105 e o cartucho 103 podem ser móveis um com relação ao outro por uma combinação de movimento rotacional e linear, por exemplo, por uma rosca de parafuso. Adicionalmente, qualquer número, arranjo e formatos adequados das aberturas pode ser proporcionado.

[00079] Assim, de acordo com a presente invenção, o sistema de geração de aerossol inclui meios de controle de fluxo para ajustar o tamanho de pelo menos uma entrada de ar de modo a controlar a velocidade de fluxo de ar na via de fluxo de ar através do sistema de geração de aerossol. Modalidades do sistema de geração de aerossol e meios de controle de fluxo foram descritos com referência às Figuras 2 a 5.

Claims (6)

1. Sistema de geração de aerossol (101), caracterizado pelo fato de que compreende um dispositivo de geração de aerossol (105) em cooperação com um cartucho (103), o sistema para aquecer um substrato de formação de aerossol e compreendendo: um vaporizador para aquecer o substrato de formação de aerossol para formar um aerossol; pelo menos uma entrada de ar (123); pelo menos uma saída de ar (125), a entrada de ar (123) e a saída de ar (125) sendo dispostas para definir uma via de fluxo de ar entre a entrada de ar (123) e a saída de ar (125); e meios de controle de fluxo para ajustar o tamanho da pelo menos uma entrada de ar (123), de modo a controlar a velocidade de fluxo de ar na via de fluxo de ar, em que os meios de controle de fluxo compreendem: um primeiro membro e um segundo membro, em que o primeiro membro compreende pelo menos uma primeira abertura e o segundo membro compreende pelo menos uma segunda abertura, a primeira e a segunda aberturas juntas formando a pelo menos uma entrada de ar (123), em que os primeiro e segundo membros são dispostos para se mover apenas linearmente um com relação ao outro de modo a variar a extensão da sobreposição de pelo menos uma primeira abertura e de pelo menos uma segunda abertura de modo a variar o tamanho da pelo menos uma entrada de ar (123) para controlar a velocidade do fluxo de ar na rota de fluxo de ar e ajustar a queda de pressão na entrada de ar (123) de acordo com a preferência do usuário, em que o número de entradas de ar no sistema de geração de aerossóis é igual ao número de cada uma das primeira e segunda aberturas no primeiro e segundo membros, e em que o cartucho (103) inclui o primeiro membro e o dispositivo de geração de aerossol (105) inclui o segundo membro.

2. Sistema de geração de aerossol (101), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o primeiro membro e o segundo membro são móveis de modo rotacional um em relação ao outro.

3. Sistema de geração de aerossol (101), de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o substrato de formação de aerossol é um substrato líquido (115) de formação de aerossol.

4. Sistema de geração de aerossol (101), de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o vaporizador do sistema de geração de aerossol (101) compreende uma mecha capilar (117) para transportar o substrato de formação de aerossol por ação capilar.

5. Sistema de geração de aerossol (101), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que o sistema de geração de aerossol (101) é eletricamente operado e o vaporizador do sistema de geração de aerossol (101) compreende um aquecedor elétrico (119) para aquecer o substrato de formação de aerossol.

6. Método para variar velocidade de fluxo de ar em um sistema de geração de aerossol (101) como definido na reivindicação 1, compreendendo um dispositivo de geração de aerossol (105) em cooperação com um cartucho (103), o sistema de geração de aerossol (101) compreendendo um vaporizador para aquecer um substrato de formação de aerossol para formar um aerossol, pelo menos uma entrada de ar (123) definida entre o cartucho (103) e o dispositivo de geração de aerossol (105), e pelo menos uma saída de ar (125), a entrada de ar (123) e a saída de ar (125) sendo dispostas para definir uma via de fluxo de ar entre a entrada de ar (123) e a saída de ar (125), o método caracterizado pelo fato de que compreende: mover apenas linearmente um primeiro membro do cartucho (103) com relação a um segundo membro do dispositivo de geração de aerossol (105) para ajustar o tamanho da pelo menos uma entrada de ar (123), de modo a variar a velocidade de fluxo de ar na via de fluxo de ar, em que o primeiro membro compreende pelo menos uma primeira abertura e o segundo membro compreende pelo menos uma segunda abertura, a primeira e a segunda aberturas juntas formando a pelo menos uma entrada de ar (123), em que o primeiro e o segundo membros estão dispostos para se moverem um em relação ao outro, de modo a variar a extensão da sobreposição da primeira abertura e da segunda abertura, de modo a variar o tamanho de pelo menos uma entrada de ar (123) e em que o número de entradas de ar no sistema de geração de aerossóis é igual ao número de cada uma das primeira e segunda aberturas no primeiro e segundo membros.

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