BR112016019622B1

BR112016019622B1 - Dispositivo de aquecimento por indução e sistema gerador de aerossol

Info

Publication number: BR112016019622B1
Application number: BR112016019622-8A
Authority: BR
Inventors: Oleg Mironov
Original assignee: Philip Morris Products S.A.
Priority date: 2014-05-21
Filing date: 2015-05-21
Publication date: 2021-03-30
Also published as: EP2994000A1; US20170079326A1; UA119978C2; HUE029764T2; PH12016501267B1; JP5986694B1; RU2643421C2; TWI666993B; ZA201604348B; AU2015261876A1; RU2015148609A; MY178746A; KR101648324B1; WO2015177253A1; RS55340B1; IL246477B; SG11201605887PA; JP2016528874A; CN105307526B; LT2994000T

Abstract

dispositivo de aquecimento por indução e sistema gerador de aerossol. o dispositivo de aquecimento por indução (1) para geração de aerossol compreende uma carcaça de dispositivo compreendendo uma cavidade (13) com uma superfície interna para receber pelo menos uma porção de um inserto formador de aerossol (2) compreendendo um substrato formador de aerossol e um susceptor. a carcaça de dispositivo compreende, adicionalmente, uma bobina de indução (15) com um eixo magnético, a bobina de indução (15) sendo disposta tal como para circundar pelo menos uma porção da cavidade (13). o dispositivo (1) compreende ainda, adicionalmente, uma fonte de alimentação (11) conectada à bobina de indução (15) e configurada para prover uma corrente de alta frequência para a bobina de indução (15). no presente relatório, um material de fio que forma a bobina de indução tem uma seção transversal que compreende uma porção principal, a porção principal com uma extensão longitudinal em uma direção do eixo magnético e uma extensão lateral perpendicular ao eixo magnético, cuja extensão longitudinal é maior do que a extensão lateral da porção principal.

Description

[001] A invenção diz respeito aos dispositivos para fumar aquecíveis indutivamente, em que um aerossol pode ser gerado ao se aquecer indutivamente um substrato formador de aerossol.

[002] Em dispositivos aquecíveis eletricamente, uma restrição contínua é a energia limitada disponível por uma bateria provida no dispositivo. A tendência para a miniaturização destes dispositivos coloca tensão adicional sobre essas fontes de alimentação. Para otimização do uso de energia foi proposto aquecimento por indução. Ao se aquecer por indução, melhor transferência de energia em uma porção a ser aquecida do dispositivo e melhor conversão de energia em calor podem ser atingidos. Entretanto, dispositivos para fumar elétricos miniaturizados ainda têm que ser recarregados frequentemente, o que pode ser inconveniente para um usuário.

[003] Portanto, há uma necessidade para dispositivos de aquecimento por indução melhorados para geração de aerossol. Especialmente, há uma necessidade para tais dispositivos com relação à eficiência energética.

[004] De acordo com um aspecto da invenção, é provido um dispositivo de aquecimento por indução para geração de aerossol. O dispositivo compreende uma carcaça de dispositivo compreendendo uma cavidade com uma superfície interna para receber pelo menos uma porção de um inserto formador de aerossol compreendendo um substrato formador de aerossol e um susceptor. A carcaça do dispositivo compreende, adicionalmente, uma bobina de indução com um eixo magnético, em que a bobina de indução é disposta tal como para circundar pelo menos uma porção da cavidade. O dispositivo compreende, adicionalmente, uma fonte de alimentação conectada à bobina de indução e configurada para prover uma corrente de alta frequência para a bobina de indução. Um material de fio que forma a bobina de indução tem uma seção transversal que compreende uma porção principal. A porção principal tem uma extensão longitudinal em uma direção do eixo magnético e uma extensão lateral perpendicular ao eixo magnético. Preferencialmente, a extensão lateral perpendicular ao eixo magnético estende-se em uma direção radial. A extensão longitudinal da porção principal da seção transversal é maior do que a extensão lateral da porção principal da seção transversal. Em poucas palavras, a forma do material de fio é aplainada, totalmente ou pelo menos na porção principal, em comparação com uma bobina de indução helicoidal convencional formada por um fio de seção transversal circular. Deste modo, o material de fio na porção principal se estende ao longo do eixo magnético da bobina e a uma extensão menor na direção radial. Por esta medida, perda de energia na bobina de indução pode ser diminuída. Sobretudo, perda da capacitância pode ser diminuída. A capacitância de dois objetos eletricamente carregados é diretamente proporcional à área de superfície de duas superfícies limítrofes - aqui os lados de enrolamentos limítrofes ou voltas que estão voltadas umas para as outras na bobina de indução. Deste modo, a perda de capacitância é diminuída ao se reduzir a extensão de um enrolamento na direção perpendicular.

[005] Preferencialmente, a porção principal tem a forma de um retângulo. Em algumas modalidades preferenciais, a porção principal forma toda a seção transversal do material de fio. Nestas modalidades, a bobina de indução é de forma helicoidal formada por um material de fio com uma seção transversal retangular, deste modo, forma uma bobina plana helicoidal (plana com relação à forma do material de fio). Tais bobinas de indução são fáceis de fabricar. Próximo à perda de energia reduzida, elas têm a vantagem adicional de minimizar um diâmetro externo da bobina de indução. Isto permite minimizar o dispositivo. O espaço ganho ao se prover uma bobina plana também pode ser usado para a provisão de blindagem magnética, sem ter que mudar o tamanho do dispositivo, ou mesmo para adicionalmente minimizar o dispositivo.

[006] Com o dispositivo de acordo com a invenção, a bobina de indução é disposta na carcaça de dispositivo, circundando a cavidade. Isto é favorável, uma vez que a bobina de indução pode ser disposta tal como para não estar em contato com a cavidade ou qualquer material inserido na cavidade. A bobina de indução pode ser completamente incorporada na carcaça, por exemplo, moldada em um material da carcaça. A bobina de indução é protegida de influências externas e pode ser montada de forma fixa na carcaça. Além disso, uma cavidade pode ser completamente vazia, quando nenhum inserto é acomodado na cavidade. Isso pode não apenas permitir e facilitar a limpeza da cavidade, mas de todo o dispositivo sem o risco de danificar partes do dispositivo. Além disso, nenhum elemento está presente na cavidade que pode ser danificada após a inserção e remoção de um inserto na e a partir da cavidade, ou que pode precisar ser limpa.

[007] De acordo com outro aspecto do dispositivo de acordo com a invenção, a seção transversal compreende uma porção secundária. A porção secundária tem uma extensão longitudinal na direção perpendicular ao eixo magnético e uma extensão lateral na direção do eixo magnético, cuja extensão longitudinal é maior do que uma extensão lateral da porção secundária. A extensão lateral da porção secundária é sempre menor do que a extensão longitudinal da porção principal e a extensão longitudinal da porção secundária é sempre maior do que a extensão lateral da porção principal. Por isso, uma seção transversal de um material de fio pode ser mantida grande ao ainda se reduzir a perda de energia na bobina de indução. A capacitância também é inversamente proporcional à distância das superfícies limítrofes. Deste modo, uma capacitância pode se tornar menor ao se aumentar a distância entre superfícies limítrofes. Preferencialmente, uma bobina de indução é fabricada a partir de um material de fio homogêneo em tamanho, de tal modo que os enrolamentos da bobina de indução sejam substancialmente idênticos. Se o material de fio é provido com uma porção secundária com extensão alargada na direção radial, estas porções secundárias dos enrolamentos individuais são distanciadas uma da outra. Elas são distanciadas umas das outras, não apenas pela distância entre enrolamentos limítrofes em bobinas de indução convencionais, mas também pelo comprimento da extensão longitudinal da porção principal.

[008] A provisão de uma porção secundária também pode prover espaço adicional entre a bobina de indução e uma parede externa da carcaça de dispositivo ou também entre enrolamentos individuais. Neste espaço ganho ao se miniaturizar as dimensões de bobina, por exemplo, um material de blindagem pode ser disposto.

[009] Preferencialmente, a seção transversal de um material de fio com uma porção principal e uma porção secundária é do formato de L.

[0010] Preferencialmente, a bobina de indução é disposta perto da cavidade a fim de estar perto de um susceptor inserido na cavidade a ser aquecida pelo campo eletromagnético gerado pela bobina de indução. Deste modo, se a seção transversal do material de fio da bobina de indução compreende uma porção secundária, em que uma extensão longitudinal da porção secundária excede a extensão lateral da porção principal da seção transversal, a porção secundária preferencialmente se estende em uma direção radial para fora da bobina de indução. Por isso, pode ser garantido que a porção principal é a porção de seção transversal mais próxima à cavidade.

[0011] Outra forma de seção transversal de um material de fio pode ser um formato de T. No presente relatório, o T é disposto de forma invertida e a 'cabeça' do T forma a porção principal e é disposta paralela ao eixo longitudinal da cavidade.

[0012] Ainda outra forma de seção transversal é um triângulo, em que uma base do triângulo é disposta paralela ao eixo magnético da bobina de indução e paralela ao eixo longitudinal da cavidade. A forma de bobinas de indução de acordo com a invenção pode, em geral, ser definida por ter uma seção transversal com uma extensão longitudinal máxima que forma um lado da seção transversal. No presente relatório, o material de fio é disposto de tal modo que a extensão longitudinal máxima da seção transversal do material de fio se estende paralela ao eixo magnético da bobina de indução. No presente relatório, o material de fio também circunda a cavidade, de tal modo que a extensão longitudinal máxima da seção transversal do material de fio é disposta mais próxima à cavidade. Qualquer extensão longitudinal adicional da seção transversal é igual, por exemplo, em bobinas planas, ou menor, por exemplo, em bobinas de indução de formato triangular, do que a extensão longitudinal máxima.

[0013] De acordo com outro aspecto do dispositivo de acordo com a invenção, o material de fio da bobina de indução é feito de fio Litz ou é um cabo Litz. Em materiais de Litz, um fio ou cabo é feito de fios isolados individuais, por exemplo, agrupados de forma torcida ou trançada. Os materiais de Litz são especialmente adequados para transportar correntes alternadas. Os fios individuais são projetados para reduzir o efeito de película e perdas de efeito de proximidade em condutores em frequências maiores e permitir que o interior do material de fio da bobina de indução contribua para a condutividade da bobina de indutor.

[0014] Uma corrente de alta frequência provida pela fonte de energia que flui através da bobina de indução pode ter frequências em uma faixa entre 1 MHz e 30 MHz, preferencialmente em uma faixa entre 1 MHz e 10 MHz, ainda mais preferencialmente em uma faixa entre 5 MHz e 7 MHz. O termo 'em uma faixa entre' é compreendido neste documento como explicitamente divulgando também os respectivos valores de limite.

[0015] De acordo com um aspecto adicional do dispositivo de acordo com a invenção, a bobina de indução compreende de três a cinco enrolamentos. Nestas modalidades, preferencialmente, a seção transversal do material de fio, ou a porção principal deste, respectivamente, forma um retângulo plano. Por isso, uma bobina de indução de comprimento suficiente pode ser fabricada de forma muito eficiente. A fabricação se torna especialmente eficaz se a bobina de indução for uma bobina plana e o cabo Litz for usado para formar a bobina de indução.

[0016] Estes tamanhos para a porção principal ou para uma bobina plana mostraram-se estar em uma faixa otimizada para a fabricação de uma bobina de indução para o uso no dispositivo de acordo com a invenção. Sobretudo, estes tamanhos são otimizados para uma bobina de indução para uso em um dispositivo para fumar aquecido indutivamente.

[0017] Ainda de acordo com outro aspecto do dispositivo de acordo com a invenção, o dispositivo compreende, adicionalmente, uma blindagem magnética provida entre uma parede externa da carcaça de dispositivo e a bobina de indução. Uma blindagem magnética provida fora da bobina de indução pode minimizar o campo eletromagnético atingindo um exterior do dispositivo. Preferencialmente, uma blindagem magnética circunda a bobina de indução. Tal blindagem pode ser atingida pela escolha do material da própria carcaça de dispositivo. Uma blindagem magnética, por exemplo, também pode ser provida na forma de um material de folha ou um revestimento interno da parede externa da carcaça de dispositivo. Uma blindagem, por exemplo, também pode ser também uma camada dupla ou múltipla de material de blindagem, por exemplo, mu-metal, para melhorar o efeito de blindagem. Preferencialmente, o material de uma blindagem é de alta permeabilidade magnética e pode ser de material ferromagnético. Um material de blindagem magnética também pode ser disposto entre enrolamentos individuais da bobina de indução. Preferencialmente, o material de blindagem é então provido - se estiver presente - entre porções secundárias da seção transversal do material de fio. Por isso, o espaço entre as porções secundárias pode ser usado para blindagem magnética. Preferencialmente, o material de blindagem provido entre enrolamentos é de natureza particulada.

[0018] Uma blindagem magnética também pode ter a função de um concentrador magnético, deste modo, atraindo e direcionando o campo magnético. Tal concentrador de campo pode ser provido em combinação com, além de ou separado de uma blindagem magnética, como descrito acima.

[0019] De acordo com um aspecto do dispositivo de acordo com a invenção, uma porção circunferencial da superfície interna da cavidade e a bobina de indução são de formato cilíndrico. Em tal arranjo, a distribuição de campo magnético é basicamente homogênea no interior da cavidade. Deste modo, um aquecimento regular ou simétrico do inserto formador de aerossol acomodado na cavidade pode ser atingido, dependendo do arranjo do susceptor. Além disso, a limpeza de uma cavidade cilíndrica é facilitada uma vez que nenhuma ou apenas algumas bordas estejam presentes onde a sujeira ou restos podem ficar presos.

[0020] Preferencialmente, um inserto gerador de aerossol confortavelmente se encaixa na cavidade da carcaça de dispositivo, de tal modo que ele pode ser mantido pela superfície interna da cavidade. A superfície interna da cavidade ou da carcaça de dispositivo também pode ser formada para prover melhor retenção pelo inserto inserido. De acordo com outro aspecto do dispositivo de acordo com a invenção, a carcaça de dispositivo compreende membros de retenção para manter o inserto formador de aerossol na cavidade quando o inserto formador de aerossol estiver acomodado na cavidade. Tais membros de retenção podem, por exemplo, ser protrusões na superfície interna da cavidade que se estende na cavidade. Preferencialmente, as protrusões são dispostas em uma região distal da cavidade, perto ou em uma abertura de inserção onde um inserto formador de aerossol é inserido na cavidade da carcaça de dispositivo. Por exemplo, a protrusão pode ter a forma de nervuras que percorrem de forma circunferencial ou nervuras parciais. Protrusões também podem servir como membros de alinhamento para suportar uma introdução do inserto na cavidade. Preferencialmente, membros de alinhamento têm a forma de nervuras longitudinais que se estendem longitudinalmente ao longo da porção circunferencial da superfície interna da cavidade. As protrusões também podem ser dispostas no pino, por exemplo, estendendo-se em uma direção radial. Preferencialmente, membros de retenção proveem um certo aperto do inserto, de tal modo que o inserto não caia para fora da cavidade, mesmo quando o dispositivo é mantido de cabeça para baixo. Entretanto, os membros de retenção liberam o inserto novamente, preferencialmente sem danificar o inserto, quando uma certa força de liberação é exercida sobre o inserto.

[0021] De acordo com outro aspecto da invenção, também é provido um aquecimento por indução e um sistema gerador de aerossol. O sistema compreende um dispositivo com uma bobina de indução, como descrito neste pedido, e compreende um inserto formador de aerossol compreendendo um substrato formador de aerossol e um susceptor. O substrato formador de aerossol é acomodado na cavidade do dispositivo e disposto nela de forma que o susceptor do inserto formador de aerossol seja aquecível indutivamente por campos eletromagnéticos gerados pela bobina de indução.

[0022] Aspectos e vantagens do dispositivo foram descritos acima e não serão repetidos.

[0023] O substrato formador de aerossol é, preferencialmente, um substrato capaz de liberar compostos voláteis que podem formar um aerossol. Os compostos voláteis são liberados ao se aquecer o substrato de aerossol. O substrato formador de aerossol pode ser um sólido ou um líquido ou compreende tanto componentes sólidos quanto líquidos.

[0024] O substrato formador de aerossol pode compreender nicotina. O substrato formador de aerossol que contém nicotina pode ser uma matriz de sal de nicotina. O substrato formador de aerossol pode compreender um material à base de plantas. O substrato formador de aerossol pode compreender tabaco e, preferencialmente, o material contendo tabaco contém compostos aromatizantes de tabaco voláteis, que são liberados a partir do substrato formador de aerossol mediante aquecimento. O substrato formador de aerossol pode compreender um material de tabaco homogeneizado.

[0025] O material de tabaco homogeneizado pode ser formado pela aglomeração do tabaco particularizado. Quando presente, o material de tabaco homogeneizado pode ter um teor de formador de aerossol igual ou superior a 5% em relação ao peso seco e, preferencialmente, entre mais de 5% e 30% em peso em relação ao peso seco.

[0026] O substrato formador de aerossol pode compreender, alternativamente, um material que não contenha tabaco. O substrato formador de aerossol pode compreender um material à base de plantas homogeneizado.

[0027] O substrato formador de aerossol pode compreender pelo menos um formador de aerossol. O formador de aerossol pode ser qualquer composto ou mistura de compostos adequada e conhecida que, quando em uso, facilita a formação de um aerossol denso e estável e que é substancialmente resistente à degradação térmica na temperatura operacional do dispositivo gerador de aerossol. Formadores de aerossol adequados são bastante conhecidos na técnica e incluem, mas não se limitam a: álcoois poli-hídricos, tais como trietilenoglicol, 1,3-butanediol e glicerina; ésteres de álcoois poli- hídricos, tais como mono-, di- ou triacetato de glicerol; e ésteres alifáticos de ácidos mono-, di- ou policarboxílicos, tais como dimetil dodecanodioato e dimetil tetradecanodioato. Formadores de aerossol particularmente preferenciais são álcoois poli-hídricos ou misturas destes, tais como trietilenoglicol, 1,3-butanediol e, mais preferencialmente, glicerina.

[0028] O substrato formador de aerossol pode compreender outros aditivos e ingredientes, tais como aromatizantes.

[0029] O susceptor é um condutor que é capaz de ser aquecido indutivamente. Um susceptor é capaz de absorver a energia eletromagnética e a converter em calor. No sistema de acordo com a invenção, o campo eletromagnético variável gerado por uma ou várias bobinas de indução aquece o susceptor, que então transfere o calor ao substrato formador de aerossol do inserto formador de aerossol, principalmente por condução de calor. Para isso, o susceptor está em proximidade térmica ao material do substrato formador de aerossol. Forma, tipo, distribuição e arranjo do ou dos vários susceptores podem ser selecionados de acordo com a necessidade do usuário.

[0030] Em algumas modalidades preferenciais, o inserto formador de aerossol é um cartucho compreendendo um susceptor e contendo um líquido, preferencialmente compreendendo nicotina. Em algumas outras modalidades preferenciais, o inserto formador de aerossol é uma unidade contendo material de tabaco que compreende um susceptor. A unidade contendo material de tabaco pode ser uma unidade compreendendo um susceptor e um plugue de tabaco feito de um material de tabaco homogeneizado. A unidade contendo material de tabaco pode compreender, adicionalmente, um filtro disposto em uma extremidade de boca da unidade contendo material de tabaco.

[0031] Uma vez que uma cavidade na carcaça de dispositivo de acordo com a invenção pode ter uma forma aberta simples, por exemplo, a forma de uma taça tubular, a fabricação de um inserto a ser inserido na cavidade também pode ser facilitada. Por exemplo, tal inserto pode ser de formato tubular.

[0032] A invenção será adicionalmente descrita com referência a modalidades, as quais são ilustradas por meio dos desenhos anexos, em que:

[0033] a Fig. 1 é um desenho esquemático de um dispositivo de aquecimento por indução compreendendo uma bobina de indução plana com um substrato formador de aerossol inserido em uma cavidade do dispositivo;

[0034] a Fig. 2 mostra uma seção transversal de um trecho de um dispositivo de aquecimento por indução, por exemplo, como mostrado na Fig. 1, com uma cavidade circundada por uma bobina de indução plana e blindagem magnética;

[0035] a Fig. 3 mostra uma modalidade de uma bobina de indução plana com um diâmetro quadrado;

[0036] a Fig. 4 mostra uma seção transversal de um trecho de um dispositivo de aquecimento por indução com uma cavidade circundada por uma bobina de indução de formato de L;

[0037] a Fig. 5 mostra um trecho de uma cavidade circundada por uma bobina de indução no formato de T invertido;

[0038] a Fig. 6 mostra um trecho de uma cavidade circundada por uma bobina de indução de formato triangular.

[0039] A Fig. 1 mostra esquematicamente um dispositivo de aquecimento por indução 1 e um inserto formador de aerossol 2 que, no estado montado do inserto formador de aerossol 2, forma um sistema de aquecimento por indução. O dispositivo de aquecimento por indução 1 compreende uma carcaça de dispositivo 10 com uma extremidade distal com contatos 101, por exemplo, uma porta e pino de acoplagem, para conectar uma fonte de alimentação elétrica interna 11 a uma fonte de alimentação externa (não mostrada), por exemplo, um dispositivo de carregamento. A fonte de alimentação interna 11, por exemplo, uma bateria recarregável 11, é provida no interior da carcaça de dispositivo em uma região distal da carcaça 10.

[0040] A extremidade proximal da carcaça de dispositivo tem uma abertura de inserção 102 para inserir o inserto formador de aerossol 2 em uma cavidade 13. A cavidade 13 é formada no interior da carcaça de dispositivo na região proximal da carcaça de dispositivo. A cavidade 13 é configurada para receber de forma removível o inserto formador de aerossol 2 no interior da cavidade 13. Uma bobina de indução helicoidal 15 é disposta no interior do dispositivo entre a parede externa 103 da carcaça de dispositivo 10 e paredes laterais de cavidade 131. O eixo magnético da bobina de indução 15 corresponde a um eixo longitudinal 400 da cavidade 13, a qual novamente, nesta modalidade, corresponde ao eixo longitudinal do dispositivo 1. Modalidades da cavidade, bobina de indução e região proximal da carcaça de dispositivo serão descritas mais detalhadamente nas Figs. 2 a 6 abaixo.

[0041] O dispositivo 1 compreende, adicionalmente, componentes eletrônicos 12, por exemplo, uma placa de circuito impresso com circuitos. Os componentes eletrônicos 12, assim como a bobina de indução 15, recebem energia da fonte de alimentação interna 11. Por conseguinte, os elementos estão interligados. Conexões elétricas 150 para ou a partir da bobina de indução 15 são conduzidas no interior da carcaça, mas fora da cavidade 13. A bobina de indução 15 não tem contato com a cavidade 13 ou qualquer elemento que pode estar disposto ou presente no interior da cavidade. Deste modo, quaisquer componentes elétricos podem ser mantidos separados de elementos ou processos na cavidade 13. Isto pode ser a unidade formadora de aerossol 2 em si, mas também, especialmente, resíduos que emergem do aquecimento da unidade, ou de partes desta, e de um processo gerador de aerossol. Preferencialmente, uma separação da cavidade 13 e da região distal do dispositivo 1 com componentes eletrônicos 12 e a fonte de alimentação 11 são estanque. Entretanto, as aberturas de ventilação permitem que um fluxo de ar na direção proximal do dispositivo 1 podem ser providas nas paredes de cavidade 130, 131 e na carcaça de dispositivo ou ambas.

[0042] A cavidade 13 tem uma superfície interna formada por paredes de cavidade 130, 131. Uma extremidade aberta da cavidade 13 forma a abertura de inserção 102. Através da abertura de inserção, a unidade formadora de aerossol 2, por exemplo, um plugue de tabaco ou um cartucho contendo aerossol, pode ser inserida na cavidade 13. Tal unidade formadora de aerossol é passível de ser disposta na cavidade, de tal modo que um susceptor 22 da unidade, quando a unidade é acomodada na cavidade 13, é aquecível indutivamente pelos campos eletromagnéticos gerados na bobina de indução 15 e correntes induzidas no susceptor. A parede de fundo 131 da cavidade 13 pode formar um batente mecânico ao introduzir a unidade 2.

[0043] O inserto formador de aerossol pode, por exemplo, compreender um substrato formador de aerossol, por exemplo, um material de tabaco e um plugue contendo formador de aerossol 20. O inserto 2 compreende um susceptor 22 para aquecer por indução o substrato formador de aerossol e pode compreender um filtro de cigarro 21. Campos eletromagnéticos gerados pela bobina de indução indutivamente aquece o susceptor no substrato formador de aerossol 20. O calor do susceptor é transferido para o inserto formador de aerossol, deste modo, evaporando os componentes que podem formar um aerossol para inalação por um usuário.

[0044] A Fig. 2 mostra uma seção transversal alargada de uma cavidade 13 de um dispositivo de aquecimento por indução, por exemplo, o dispositivo de aquecimento por indução da Fig. 1. A cavidade é formada por paredes laterais de cavidade 131 e parede de fundo 130 e tem uma abertura de inserção 102. Entre as paredes laterais de cavidade 131 e uma parede externa 103 da carcaça de dispositivo 10 é disposta a bobina de indução plana 15. A bobina de indução plana 15 é uma bobina helicoidal e se estende ao longo do comprimento ou parte do comprimento da cavidade. Preferencialmente, a parede externa 103, a carcaça de dispositivo 10, a bobina de indução plana 15 e a cavidade 13 são de formato tubular e são dispostas de forma concêntrica. A bobina de indução plana pode ser incorporada na carcaça de dispositivo. Preferencialmente, a bobina de indução plana é feita de um fio plano ou um cabo Litz. Preferencialmente, o material da bobina de indução é de cobre.

[0045] A cavidade 13 pode ser provida com retenções para manter a unidade formadora de aerossol na cavidade. Retenções na forma de uma protrusão disposta de forma anular 132 se estendem na cavidade. Paredes de cavidade 131 e a carcaça de dispositivo 10 podem ser feitos do mesmo material e são preferencialmente feitos de material plástico. Preferencialmente, paredes de cavidade 130,131 são formadas em uma peça, por exemplo, por moldagem por injeção.

[0046] A grande extensão 151 dos enrolamentos 150 da bobina de indução na direção longitudinal permite a geração de um campo eletromagnético bastante homogêneo no interior da bobina e ao longo do eixo magnético 400 da bobina. Entretanto, a extensão estreita 152 dos enrolamentos da bobina de indução na direção radial limita as perdas de capacidade. Ela também permite ou aumentar o diâmetro da cavidade 13 ou limitar o diâmetro do dispositivo 1.

[0047] Uma folha de material de blindagem 17 é disposta de forma concêntrica entre a bobina de indução 15 e a parede da carcaça 103. A folha de material serve como blindagem magnética. Preferencialmente, o material de blindagem é de alta permeabilidade magnética, de tal modo que um campo de indução pode entrar no material de blindagem e ser guiado no interior do material de folha. Preferencialmente, mu-metal é usado como material de folha.

[0048] O fator de redução do campo fora do material de blindagem 17 é dependente da permeabilidade do material magnético de que a blindagem é feita, a espessura deste material que provê um caminho de condução magnética e a frequência da flutuação magnética. Deste modo, o material de folha e seu arranjo pode ser adaptado para um uso e aplicação específicos. O material de folha também pode funcionar na forma de bloquear os campos magnéticos, por exemplo, ao fazer uso da formação de correntes de Foucault no material de blindagem. Esta forma de blindagem é especialmente adequada em frequências mais altas. Para tais blindagens, material eletricamente condutor é usado.

[0049] Além da folha do material de blindagem 17, material de blindagem adicional na forma de material particulado 18 também pode ser provido entre o material de blindagem 17 e a parede da carcaça 103. Preferencialmente, o material particulado 18 é um material concentrador de campo e está disposto entre os enrolamentos 150 da bobina de indução 15.

[0050] A Fig. 3 mostra uma bobina de indução helicoidal plana 15 feita de cabo Litz. A bobina de indução 15 tem três enrolamentos 150 e um comprimento de cerca de 22 milímetros. A bobina de indução 15 em si tem uma forma quadrada.

[0051] A Fig. 4 mostra uma seção transversal alargada de uma cavidade 13 de um dispositivo de aquecimento por indução, por exemplo, como descrito na Fig. 1. Os numerais de referência iguais, como na Fig. 2, são usados para elementos iguais ou similares.

[0052] Entre as paredes laterais de cavidade 131 e a carcaça de dispositivo 10 ou a parede externa 103 é disposta uma bobina de indução no formato de L 25. A bobina de indução 25 é uma bobina helicoidal em que o material de enrolamento, de que a bobina de indução no formato de L 25 é fabricada, tem uma seção transversal no formato de L.

[0053] A bobina de indução no formato de L 25 se estende ao longo do comprimento ou parte do comprimento da cavidade 13. Preferencialmente, uma carcaça de dispositivo 10, pelo menos na região da cavidade, a bobina de indução no formato de L 25 e a cavidade 13 são de formato tubular e estão dispostos de forma concêntrica. A bobina de indução no formato de L é disposta no interior da carcaça de dispositivo 10 e pode ser incorporada nela.

[0054] O 'pé' 251 do 'L' (ou porção principal da seção transversal) pode ter um tamanho, por exemplo, do comprimento de uma bobina de indução plana, como descrito em conexão com as Figs. 2 e 3. Preferencialmente, a 'perna' 252 do 'L' (ou porção secundária da seção transversal) tem uma extensão 255 igual ou menor na direção radial do que o 'pé' na direção longitudinal.

[0055] Novamente, uma perda de capacidade entre enrolamentos individuais 250 é menor do que com um fio de formato circular comparável usado para bobinas de indução comuns. A distância 253 entre pernas 252 dos enrolamentos 150 (ou a porção secundária com grande extensão na direção radial) é muito maior do que a distância 254 entre enrolamentos 150 limítrofes. A superfície entre enrolamentos 150 diretamente adjacentes entre si e voltados um para o outro é dominada pelo 'pé' bastante plano (ou porção principal da seção transversal) do enrolamento no formato de L.

[0056] No espaço formado pelo L da bobina de indução no formato de L 25 e entre os enrolamentos individuais, é disposto material concentrador 18.

[0057] Nas Figs. 5 e 6, são mostradas duas modalidades adicionais de seções transversais de bobina de indução. Na Fig. 5, a seção transversal tem um formato de T invertido. A 'cabeça' 351 é a parte da bobina de indução mais próxima à cavidade 13. A 'cabeça' do T é disposta paralela à parede lateral 131 da cavidade 13 ou ao eixo central longitudinal 400 da cavidade.

[0058] A 'perna' 352 do T se estende na direção radial com relação ao eixo central 400 da cavidade 13. Novamente, a distância 253 entre as pernas do T é maior e, preferencialmente, cerca de duas a três vezes a distância 254 entre enrolamentos individuais 351 da bobina de indução 35. O material concentrador 18 é provido entre os enrolamentos 351 da bobina de indução 35. O material concentrador 18 pode ser mantido no lugar pelas 'pernas' da seção transversal no formato de T do material da bobina de indução 35.

[0059] Como mostrado na Fig. 6, a seção transversal da bobina de indução 45 pode ser de formato triangular. A base 451 do triângulo é disposta paralela à parede lateral 131 da cavidade 13. A base 451 é a maior extensão do triângulo na direção longitudinal da cavidade 13 e é disposta mais próxima à cavidade 13. A ponta 452 do triângulo é a menor extensão do triângulo na direção longitudinal e disposta mais afastada da cavidade. As pontas 452 se direcionam para longe da cavidade. Novamente, a distância 253 de ponta a ponta 452 é maior do que uma distância 254 entre enrolamentos 45 limítrofes.

[0060] A extensão radial 255 do triângulo pode ser menor ou maior do que a extensão longitudinal (base 451) do triângulo, mas é preferencialmente menor a fim de manter um diâmetro da bobina de indução 45 pequena.

[0061] Arranjos de bobina de indução, assim como o dispositivo de aquecimento por indução, são mostrados a título de exemplo apenas. Variações, por exemplo, comprimento, número de enrolamentos, localização ou espessura de uma bobina de indução podem ser aplicadas dependendo de uma necessidade do usuário ou em uma unidade formadora de aerossol a ser aquecida e usada juntamente com um dispositivo.

Claims

1. Dispositivo de aquecimento por indução (1) para geração de aerossol, o dispositivo compreendendo: - uma carcaça de dispositivo (10) compreendendo uma cavidade (13) com uma superfície interna para receber pelo menos uma porção de um inserto formador de aerossol (2) compreendendo um substrato formador de aerossol e um susceptor (22), a carcaça de dispositivo (10) compreendendo, adicionalmente, uma bobina de indução (15) com um eixo magnético (400), a bobina de indução (15) sendo disposta tal como para circundar pelo menos uma porção da cavidade (13); - uma fonte de alimentação (1) conectada à bobina de indução e configurada para prover uma corrente de alta frequência para a bobina de indução (15), caracterizado pelo fato de que um material de fio que forma a bobina de indução tem uma seção transversal compreendendo uma porção principal, a porção principal com uma extensão longitudinal (151) em uma direção do eixo magnético (400) e uma extensão lateral (152) perpendicular ao eixo magnético (400), cuja extensão longitudinal (151) é maior do que a extensão lateral (152) da porção principal.

2. Dispositivo (1), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a porção principal tem a forma de um retângulo.

3. Dispositivo (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 e 2, caracterizado pelo fato de que a porção principal forma toda a seção transversal do material de fio.

4. Dispositivo (1), de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que a seção transversal do material de fio compreende, adicionalmente, uma porção secundária (252), a porção secundária com uma extensão longitudinal na direção perpendicular ao eixo magnético (400) e uma extensão lateral na direção do eixo magnético (400), cuja extensão longitudinal é maior do que uma extensão lateral da porção secundária (252).

5. Dispositivo (1), de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que a seção transversal do material de fio está no formato de L.

6. Dispositivo (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que o material de fio da bobina de indução é feito de fio Litz ou é um cabo Litz.

7. Dispositivo (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que a bobina de indução (15) compreende de três a cinco enrolamentos (150).

8. Dispositivo (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que compreende, adicionalmente, uma blindagem magnética (17) provida entre uma parede externa da carcaça de dispositivo (10) e a bobina de indução (15).

9. Dispositivo (1), de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que a blindagem magnética (17) circunda a bobina de indução (15) na forma de um material de folha ou um revestimento interno da parede externa da carcaça de dispositivo (10).

10. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 8 ou 9, caracterizado pelo fato de que a blindagem magnética (17) é disposta entre enrolamentos individuais (150) da bobina de indução (15).

11. Dispositivo (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de que uma porção circunferencial da superfície interna da cavidade (13) e a bobina de indução (15) são de formato cilíndrico.

12. Dispositivo (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado pelo fato de que a carcaça de dispositivo (10) compreende membros de retenção para manter o inserto formador de aerossol (2) na cavidade (13) quando o inserto formador de aerossol estiver acomodado na cavidade.

13. Aquecimento por indução e sistema gerador de aerossol, caracterizado pelo fato de que compreendem um dispositivo (1), como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 12, e um inserto formador de aerossol (2) compreendendo um substrato formador de aerossol e um susceptor (22), em que o substrato formador de aerossol é acomodado na cavidade (13) do dispositivo (1) e disposto nela de tal modo que o susceptor (22) do inserto formador de aerossol (2) seja aquecível indutivamente por campos eletromagnéticos gerados pela bobina de indução (15).

14. Sistema, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que o inserto formador de aerossol (2) é um dentre: cartucho compreendendo um susceptor (22) e contendo um líquido, preferencialmente compreendendo nicotina, e uma unidade contendo material de tabaco compreendendo um susceptor (22).