BR112016019943B1 - Substrato formador de aerossol e sistema de distribuição de aerossol - Google Patents
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Abstract
SUBSTRATO FORMADOR DE AEROSSOL E SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO DE AEROSSOL. É descrito um substrato formador de aerossol para uso em combinação com um dispositivo de aquecimento indutivo. O substrato formador de aerossol compreende um material sólido capaz de liberar compostos voláteis que podem formar um aerossol mediante aquecimento do substrato formador de aerossol e pelo menos um primeiro material susceptor para aquecer o substrato formador de aerossol. O primeiro material susceptor é disposto em proximidade térmica do material sólido. O substrato formador de aerossol compreende ainda, pelo menos, um segundo material susceptor que tem uma segunda temperatura Curie que é inferior a uma temperatura de aquecimento máxima predefinida do primeiro material susceptor. Também é descrito um sistema de distribuição de aerossol.
Description
[0001] A presente invenção refere-se a um substrato formador de aerossol para uso em combinação com um dispositivo de aquecimento indutivo. A invenção também refere-se a um sistema de distribuição de aerossol.
[0002] A partir da técnica anterior, são conhecidos os sistemas de distribuição de aerossol que compreendem um substrato formador de aerossol e um dispositivo de aquecimento indutivo. O dispositivo de aquecimento indutivo compreende uma fonte de indução que produz um campo eletromagnético alternado que induz uma corrente de Foucault geradora de calor em um material susceptor. O material susceptor está em proximidade térmica do substrato formador de aerossol. O material susceptor aquecido por sua vez aquece o substrato formador de aerossol que compreende um material que é capaz de liberar compostos voláteis que podem formar um aerossol. Uma quantidade de modalidades dos substratos formadores de aerossol foi descrita na técnica que supostamente determina um aquecimento adequado do substrato formador de aerossol
[0003] Por conseguinte, seria desejável garantir que somente substratos formadores de aerossol correspondidos possam ser usados em combinação com um dispositivo específico de aquecimento indutivo.
[0004] De acordo com um aspecto da invenção, um substrato for mador de aerossol para uso em combinação com um dispositivo de aquecimento indutivo é fornecido. O substrato formador de aerossol compreende um material sólido capaz de liberar compostos voláteis que podem formar um aerossol mediante aquecimento do substrato formador de aerossol e pelo menos um primeiro material susceptor para aquecer o substrato formador de aerossol. O primeiro material susceptor é disposto em proximidade térmica do material sólido. O substrato formador de aerossol compreende ainda, pelo menos, um segundo material susceptor que tem uma segunda temperatura Curie que é inferior a uma temperatura de aquecimento máxima predefinida do primeiro material susceptor.
[0005] A temperatura de aquecimento máxima predefinida do pri meiro material susceptor pode ser uma primeira temperatura de Curie respectiva. Quando o primeiro material susceptor for aquecido e chegar em sua primeira temperatura de Curie suas propriedades magnéticas reversivelmente mudam de uma fase ferromagnética para uma fase paramagnética. Essa fase de mudança pode ser detectada e o aquecimento indutivo ser parado. Devido ao aquecimento interrompido o primeiro material susceptor esfria novamente para uma temperatura onde suas propriedades magnéticas mudam de uma fase paramagné- tica para uma fase ferromagnética. Essa fase de mudança pode ser detectada e o aquecimento indutivo pode ser iniciado novamente. Alternativamente, a temperatura de aquecimento máxima do primeiro material susceptor pode corresponder a uma temperatura predefinida que pode ser controlada eletronicamente. A primeira temperatura de Curie do primeiro material susceptor nesse caso pode ser maior do que a temperatura de aquecimento máxima.
[0006] Enquanto o primeiro material susceptor prevê um aqueci mento adequado do substrato formador de aerossol a fim do material sólido liberar ps compostos voláteis que podem formar um aerossol, o segundo material susceptor pode ser usado para identificação de um substrato formador de aerossol correspondente. O segundo material susceptor tem uma segunda temperatura de Curie que é inferior a uma temperatura de aquecimento máxima do primeiro material susceptor. Após aquecimento do substrato formador de aerossol o segundo mate rial susceptor chega em sua segunda temperatura de Curie antes que o primeiro material susceptor chegue à temperatura de aquecimento máxima. Quando o segundo material susceptor atingiu sua segunda temperatura de Curie, suas propriedades magnéticas mudam reversi- velmente de uma fase ferromagnética para uma fase paramagnética. Como uma consequência, as perdas por histerese do segundo material susceptor desaparecem. Essa mudança das propriedades magnéticas do segundo material susceptor pode ser detectada por um circuito eletrônico que pode ser integrado no dispositivo de aquecimento indutivo. A detecção da mudança das propriedades magnéticas pode ser realizada, por exemplo, medindo quantitativamente uma mudança da frequência de oscilação de um circuito de oscilação conectado a uma bobina de indução do dispositivo de aquecimento indutivo, ou, por exemplo, determinando-se qualitativamente se uma mudança da frequência de oscilação ou a corrente de indução ocorreu dentro de um intervalo de tempo especificado a partir da ativação do dispositivo de aquecimento por indução. Se uma alteração quantitativa ou qualitativa esperada em uma quantidade física observada for detectada, o aquecimento indutivo do substrato formador de aerossol poderá ser continuado até que o primeiro material susceptor chegue em sua temperatura de aquecimento máxima a fim de produzir a quantidade desejada de aerossol. Se não ocorrer a alteração quantitativa ou qualitativa esperada da quantidade física observada, o substrato formador de aerossol poderá ser identificado como não original e o aquecimento indutivo poderá ser interrompido
[0007] O substrato formador de aerossol de acordo com a inven ção permite a identificação de produtos não originais, que podem causar problemas quando usados em combinação com um dispositivo de aquecimento indutivo específico. Assim, os efeitos adversos ao dispositivo de aquecimento indutivo podem ser evitados. Também, através da detecção de substratos formadores de aerossol não originais uma produção e distribuição de aerossóis não especificados para um cliente podem ser impedidas.
[0008] O substrato formador de aerossol é, preferencialmente, um material sólido capaz de liberar compostos voláteis que podem formar um aerossol. O termo sólido, conforme usado neste documento, abrange materiais sólidos, materiais semissólidos e também componentes líquidos, que podem ser fornecidos em um material transportador. Os compostos voláteis são liberados pelo aquecimento do substrato formador de aerossol. 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. O material de tabaco homogeneizado pode ser formado pela aglomeração do tabaco particularizado. O substrato formador de aerossol pode compreender, alternativamente, um material que não contém tabaco. O substrato formador de aerossol pode compreender um material homogeneizado à base de plantas.
[0009] 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 adequado conhecido que, quando em uso, facilita a formação de um aerossol denso e estável, e que seja substancialmente resistente à degradação térmica na temperatura de funcionamento do dispositivo de aquecimento indutivo. Formadores de aerossol adequados são bastante conhecidos na área e incluem, mas não se limitam a: álcoois poli-hídricos, tais como trieti- lenoglicol, 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 suas misturas, como trietile- noglicol, 1,3-butanediol e, mais preferencialmente, glicerina.
[0010] O substrato formador de aerossol pode compreender outros aditivos e ingredientes, como aromatizantes. Preferencialmente, o substrato formador de aerossol compreende nicotina e pelo menos um formador de aerossol. Em uma modalidade particularmente preferencial, o formador de aerossol é glicerina. Os materiais susceptores que estão na proximidade térmica do substrato formador de aerossol permitem um aquecimento mais eficiente e, portanto, temperaturas de funcionamento mais elevadas podem ser alcançadas. A temperatura operacional mais elevada permite que a glicerina seja usada como um formador de aerossol que fornece um aerossol aprimorado em comparação com os formadores de aerossol usados nos sistemas conhecidos.
[0011] Em outra modalidade da invenção o substrato formador de aerossol compreende ainda pelo menos um terceiro material susceptor que tem uma terceira temperatura de Curie. A terceira temperatura de Curie do terceiro susceptor material e a segunda temperatura de Curie do segundo material susceptor são distintas uma da outra e mais baixa do que a temperatura de aquecimento máxima do primeiro material susceptor. Ao fornecer o substrato formador de aerossol com um segundo e um terceiro material susceptor que tem primeira e segunda temperaturas de Curie, que são menores que a temperatura de aquecimento máxima do primeiro material susceptor, pode ser oferecida uma identificação ainda mais rigorosa do substrato formador de aeros- sol. O dispositivo de aquecimento indutivo pode ser equipado com um circuito eletrônico correspondente que é capaz de detectar duas alterações quantitativas ou qualitativas esperadas consecutivas de uma quantidade física observada. Se o circuito eletrônico detectar as duas alterações quantitativas ou qualitativas consecutivas da quantidade física observada, o aquecimento indutivo do substrato formadoras de aerossol e, assim, a produção de aerossóis poderá continuar. Se as dois alterações quantitativas ou qualitativas consecutivas esperadas da quantidade física observada não são detectadas, o substrato formador de aerossol inserido pode ser identificado como não originais e o aquecimento indutivo do substrato formador de aerossol pode ser interrompido.
[0012] Em uma modalidade do substrato formador de aerossol que compreende o segundo e o terceiro material susceptor, a segunda temperatura de Curie do segundo material susceptor pode ser de pelo menos 20 °C inferior a terceira temperatura de Curie do terceiro material susceptor. Essa diferença de temperaturas de Curie do segundo e do terceiro material susceptor pode facilitar a detecção das alterações das propriedades magnéticas dos segundo e terceiro material susceptor, respectivamente, quando atingirem suas respectivas segunda e terceira temperaturas de Curie.
[0013] Em outra modalidade do substrato formador de aerossol, a segunda temperatura de Curie do segundo material susceptor equivale a 15% - 40% da temperatura de aquecimento máxima do primeiro material susceptor. A segunda temperatura de Curie do segundo material susceptor estando bastante baixa, o processo de identificação pode ser realizado na fase inicial do aquecimento indutivo do substrato formador de aerossol. Assim, energia pode ser salva, no caso de identificação de um substrato formador de aerossol não original.
[0014] Em uma modalidade adicional do substrato formador de ae- rossol de acordo com a invenção, a temperatura de aquecimento máxima do primeiro material susceptor pode ser selecionada de modo que mediante ser indutivamente aquecido, uma temperatura média do substrato formador de aerossol não exceda 240 °C. A temperatura média geral do substrato formador de aerossol é definida como a média aritmética de uma série de medições de temperatura nas regiões centrais e nas regiões periféricas do substrato formador de aerossol. A predefinição de um máximo para a temperatura média geral do substrato formador de aerossol pode ser adaptada para otimizar uma produção do aerossol.
[0015] Em outra modalidade do substrato formador de aerossol, a temperatura de aquecimento máxima do primeiro material susceptor é selecionada de modo que não exceda 370 °C, a fim de evitar um supe-raquecimento local do substrato formador de aerossol que compreende o material sólido que seja capaz de liberar compostos voláteis que podem formar um aerossol. Note-se que a temperatura de aquecimento máxima do primeiro material susceptor não precisa necessariamente corresponder a sua primeira temperatura de Curie. Se a temperatura do primeiro susceptor material de aquecimento máxima puder ser controlada, por exemplo, eletronicamente, a primeira temperatura de Curie do primeiro material susceptor poderá ser maior do que a sua temperatura de aquecimento máxima.
[0016] A função primária do segundo material susceptor e, opcio nalmente, o terceiro material susceptor é permitir uma identificação dos substratos formadores de aerossol correspondentes. A deposição de calor principal é feita pelo primeiro material susceptor. Portanto, em uma modalidade do substrato formador de aerossol, o segundo e o terceiro material susceptor podem ter, cada um, uma concentração em peso que é menor que uma concentração em peso do primeiro material susceptor. Assim, a quantidade do primeiro material susceptor den- tro do material de formador de aerossol pode ser mantida alta o suficiente para garantir um aquecimento adequado e produção de aerossol.
[0017] O primeiro material susceptor, o segundo material suscep tor e, opcionalmente, o terceiro material susceptor podem, respectivamente, ser um dentre partículas ou filamento ou configuração similar a malha. As diferentes configurações geométricas do primeiro, do segundo e, opcionalmente, do terceiro material susceptor podem ser combinadas umas com as outras, reforçando assim a flexibilidade no que diz respeito a uma disposição dos materiais susceptores no substrato formador de aerossol, a fim de otimizar a deposição de calor e a função de identificação, respectivamente. Por ter diferentes configurações geométricas, o primeiro, o segundo e, opcionalmente, o terceiro material susceptor podem ser adaptados às suas tarefas específicas e podem ser dispostos dentro do substrato formador de aerossol de uma maneira específica para uma otimização da produção de aerossol e função de identificação, respectivamente.
[0018] Em ainda uma modalidade adicional do substrato formador de aerossol, o segundo e, opcionalmente, o terceiro material susceptor podem ser dispostos em regiões periféricas do substrato formador de aerossol. Sendo organizados em regiões periféricas durante o aquecimento indutivo do substrato formador de aerossol o campo de indução pode chegar no segundo e, opcionalmente, no terceiro material susceptor praticamente desimpedido, resultando em uma resposta muito rápida do segundo e, opcionalmente, do terceiro material susceptor.
[0019] Em outra modalidade, o substrato formador de aerossol po de ser associado a um bocal, que opcionalmente compreende um plu- gue de filtro. O substrato formador de aerossol e o bocal formam uma entidade estrutural. Cada vez que um novo substrato formador de aerossol é usado para geração de aerossol, o usuário automaticamente é fornecido com um novo bocal. Isso pode ser apreciado, em particular, do ponto de vista higiênico. Opcionalmente, o bocal pode ser fornecido com um plugue de filtro, que pode ser selecionado de acordo com uma composição específica do substrato formador de aerossol.
[0020] Em ainda outra modalidade da invenção, substrato forma dor de aerossol pode ser de uma forma geralmente cilíndrica e ser envolvido por um revestimento tubular, tal como, por exemplo, um envoltório. O revestimento tubular como, por exemplo, o envoltório, pode ajudar a estabilizar a forma do substrato formador de aerossol e impedir uma dissociação acidental de material sólido que é capaz de liberar os compostos voláteis que podem formar um aerossol e o primeiro e o segundo e, opcionalmente materiais susceptores.
[0021] Um sistema de distribuição de aerossol de acordo com a invenção compreende um dispositivo de aquecimento indutor e um substrato formador de aerossol de acordo com qualquer uma das modalidades descritas. Tal sistema de distribuição de aerossol permite uma identificação confiável do substrato formador de aerossol. Os produtos não originais, que podem causar problemas quando usados em combinação com um dispositivo de aquecimento por indução específico, podem ser identificados e rejeitados pelo dispositivo de aquecimento por indução. Assim, os efeitos adversos ao dispositivo de aquecimento por indução podem ser evitados. Também, através da detecção de substratos formadores de aerossol não originais uma produção e distribuição de aerossóis não especificados para um cliente podem ser impedidas.
[0022] Em uma modalidade do dispositivo de distribuição de ae rossol, o dispositivo de aquecimento indutivo pode ser fornecido com um circuito de controle eletrônico, que está adaptado para uma detecção do segundo e, opcionalmente, do terceiro material susceptor tendo atingido as suas segunda e terceira temperaturas de Curie respecti- vas. Ao atingir a segunda e a terceira temperatura de Curie, as propriedades magnéticas do segundo e, opcionalmente, do terceiro material susceptor mudam reversível de uma fase ferromagnética para uma fase paramagnética. Como uma consequência, as perdas de histerese do segundo e, opcionalmente, do terceiro material susceptor desaparecem. Essa mudança das propriedades magnéticas do segundo e, opcionalmente, do terceiro material susceptor pode ser detectada por um circuito eletrônico que pode ser integrado no dispositivo de aquecimento indutivo. A detecção pode ser realizada, por exemplo, medindo quantitativamente uma mudança da frequência de oscilação de um circuito de oscilação conectado a uma bobina de indução do dispositivo de aquecimento indutivo ou, por exemplo, determinando-se qualitativamente se uma mudança da frequência de oscilação ou a corrente de indução ocorreu dentro de um intervalo de tempo especificado a partir da ativação do dispositivo de aquecimento por indução. No caso em que o substrato formador de aerossol compreende o segundo e o terceiro material susceptor duas alterações qualitativas ou quantitativas consecutivas esperadas de uma grandeza física observada devem ser detectadas. Se a alteração quantitativa ou qualitativa esperada da quantidade física observada for detectada, o aquecimento indutivo do substrato formador de aerossol poderá ser continuado a fim de produzir a quantidade desejada de aerossol. Se a alteração esperada da quantidade física observada não for detectada, o substrato formador de aerossol poderá ser identificado como não original e o aquecimento indutivo do mesmo poderá ser interrompido
[0023] Em uma modalidade adicional do dispositivo de distribuição de aerossol, o dispositivo de aquecimento indutivo pode ser fornecido com um indicador, que pode ser ativável mediante detecção do segundo e, opcionalmente, do terceiro material susceptor tendo atingido as suas segunda e terceira temperaturas de Curie respectivas. O indi- cador pode, por exemplo, ser um indicador acústico ou óptico. Em uma modalidade do sistema de distribuição de aerossol, o indicador óptico é um LED, que pode ser fornecido em uma carcaça do dispositivo de aquecimento por indução. Assim, se um substrato formador de aerossol não original for detectado, por exemplo, uma luz vermelha pode indicar o produto não original.
[0024] As modalidades descritas acima do substrato formador de aerossol e do sistema de distribuição de aerossol se tornará mais evidentes a partir da descrição detalhada a seguir, em que a referência é feita aos desenhos esquemáticos em anexo que não estão em escala, em que:
[0025] A Fig. 1 mostra um sistema de distribuição de aerossol que compreende um dispositivo de aquecimento indutivo e um substrato formador de aerossol inserido no dispositivo;
[0026] A Fig. 2 mostra uma primeira modalidade de um substrato formador de aerossol compreendendo um primeiro material susceptor da configuração particularizada e um segundo material susceptor de configuração em partículas;
[0027] A Fig. 3 mostra uma segunda modalidade do substrato for mador de aerossol compreendendo um primeiro material susceptor da configuração particularizada e segundo e terceiro material susceptor de configuração em partículas;
[0028] A Fig. 4 mostra uma terceira modalidade do substrato for mador de aerossol compreendendo um primeiro material susceptor da configuração de filamento e segundo e terceiro material susceptor de configuração em partículas; e
[0029] A Fig. 5 mostra uma outra modalidade do substrato forma dor de aerossol que compreende um primeiro material susceptor de configuração similar a malha e um segundo material susceptor de uma configuração em partículas.
[0030] O aquecimento indutivo é um fenômeno conhecido descrito pela lei de Faraday da indução e lei de Ohm. Mais especificamente, a lei de Faraday da indução afirma que se a indução magnética em um condutor está alterando-se, um campo elétrico alterado é produzido no condutor. Uma vez que este campo elétrico é produzido em um condutor, uma corrente, conhecida como uma corrente de Foucault, fluirá no condutor de acordo com a lei de Ohm. A corrente de Foucault irá gerar calor proporcional a densidade de corrente e a resistividade do condutor. Um condutor que é capaz de ser aquecido indutivamente é conhecido como um material susceptor. A presente invenção emprega um dispositivo de aquecimento indutivo equipado com uma fonte de aquecimento indutivo, como, por exemplo, uma bobina de indução, que é capaz de gerar um campo eletromagnético alternado a partir de uma fonte CA como um circuito LC. As correntes de Foucault geradoras de calor são produzidas no material susceptor que está em proximidade térmica de um material sólido que é capaz de liberar os compostos voláteis que podem formar um aerossol mediante aquecimento do substrato formador de aerossol e que está compreendido em um substrato formador de aerossol. O termo sólido, conforme usado neste documento, abrange materiais sólidos, materiais semissólidos e também componentes líquidos, que podem ser fornecidos em um material transportador. Os mecanismos de transferência de calor primário do material susceptor para o material sólido são: condução, radiação e possivelmente convecção.
[0031] Na Fig. 1 esquemática, uma modalidade exemplar de um sistema de distribuição de aerossol, de acordo com a invenção, é geralmente designada com o numeral de referência 100. O sistema de distribuição de aerossol 100 compreende um dispositivo de aquecimento indutivo 2 e um substrato formador de aerossol 1 associado ao mesmo. O dispositivo de aquecimento indutivo 2 pode compreender uma carcaça tubular alongada 20 tendo uma câmara de acumulador 21 para acomodar um acumulador 22 ou uma bateria e uma câmara de aquecimento 23. A câmara de aquecimento 23 pode ser fornecida com uma fonte de aquecimento indutivo que, conforme a modalidade de exemplo retratada, pode ser constituída por uma bobina de indução 31 que é eletricamente conectada com um circuito eletrônico 32. Os circuitos eletrônicos 32 podem, por exemplo, ser fornecidos em uma placa de circuito impresso 33 que delimita uma extensão axial da câmara de aquecimento 23. A energia eléctrica necessária para o aquecimento indutivo é fornecida pelo acumulador 22 ou pela bateria que está acomodada na câmara do acumulador 21 e que está eletricamente conectada aos circuitos eletrônicos 32. A câmara de aquecimento 23 tem uma secção transversal interna de modo que o substrato formador de aerossol 1 possa ser mantido de forma liberável no mesmo e possa ser facilmente removido e substituído por outro substrato formador de aerossol 1 quando desejado.
[0032] O substrato formador de aerossol 1 pode ter uma forma ge ralmente cilíndrica e pode ser envolvido por um revestimento tubular 15, como, por exemplo, um envoltório. O revestimento tubular 15 como, por exemplo, o envoltório, pode ajudar a estabilizar a forma do substrato formador de aerossol 1 e prevenir uma perda acidental do conteúdo do substrato formador de aerossol 1. Conforme mostrado no exemplo de modalidade do sistema de distribuição de aerossol 100, de acordo com a Fig. 1, o substrato formador de aerossol 1 pode ser conectado a um bocal 16, que com o substrato formador de aerossol 1 sendo inserido na câmara de aquecimento 23, pelo menos parcialmente se projeta da câmara de aquecimento 23. O bocal 16 pode compreender um plugue de filtro 17, o plugue de filtro pode ser selecionado de acordo com a composição do substrato formador de aerossol 1. O substrato formador de aerossol 1 e o bocal 16 podem ser montados para formar uma entidade estrutural. Cada vez que um novo substrato formador de aerossol 1 deve ser usado em combinação com um dispositivo de aquecimento indutivo 2, o usuário é fornecido automaticamente com um novo bocal 16, o que pode ser apreciado do ponto de vista higiênico.
[0033] Como mostrado como exemplo na Fig. 1, a bobina de indu ção 31 pode ser disposta em uma região periférica da câmara de aquecimento 23, nas proximidades da carcaça 20 do dispositivo de aquecimento indutivo 2. Os enrolamentos da bobina de indução 31 incluem um espaço livre da câmara de aquecimento 23 que é capaz de acomodar o substrato formador de aerossol 1. O substrato formador de aerossol 1 pode ser inserido neste espaço livre da câmara de aquecimento 23 de uma extremidade aberta da carcaça tubular 20 do dispositivo de aquecimento indutivo 2 até atingir uma parada, que pode ser fornecida dentro da câmara de aquecimento 23. A parada pode ser constituída por pelo menos um ressalto que se projeta a partir de uma parede interna da carcaça tubular 20 ou pode ser constituída pela placa de circuito impresso 33, que delimita a câmara de aquecimento 23 axialmente, como é mostrado na Fig. 1. O substrato formador de aerossol 1 inserido pode ser liberado de forma liberável dentro da câmara de aquecimento 23, por exemplo, uma junta de vedação anular 26, que pode ser fornecida nas proximidades da extremidade aberta da carcaça tubular 20. A carcaça tubular 20 do dispositivo de aquecimento indutivo 2 pode ser equipada com um indicador (não mostrado na Fig. 1), de preferência, um LED, que pode ser controlado por circuito eletrônico 32 e que é capaz de indicar estados específicos do sistema de distribuição de aerossol 100.
[0034] O substrato formador de aerossol 1 e o bocal opcional 16 com o plugue de filtro opcional 17 são permeáveis ao ar. O dispositivo de aquecimento indutivo 2 pode incluir uma quantidade de respiradou- ros 24, que podem ser distribuídos ao longo da carcaça tubular 20. As passagens de ar 34, que podem ser fornecidas na placa de circuito impresso 33, permitem o fluxo de ar a partir dos respiradouros 24 ao substrato formador de aerossol 1. Deve-se observar que, em modalidades alternativas do dispositivo de aquecimento indutivo 2, a placa de circuito impressa 33 pode ser omitida de modo que o ar dos respiradouros 24 na carcaça tubular 20 possam atingir o substrato formador de aerossol 1 praticamente desimpedido. O dispositivo de aquecimento indutivo 2 pode ser equipado com um sensor de fluxo de ar (não mostrado na Fig. 1) para a ativação do circuito eletrônico 32 e da bobina de indução 31 quando o ar entrante for detectado. O sensor de fluxo de ar pode, por exemplo, ser fornecido nas proximidades de um dos respiradouros 24 ou de uma das passagens de ar 34 da placa de circuito impresso 33. Assim, um usuário pode sugar no bocal 16, a fim de iniciar o aquecimento por indução do substrato formador de aerossol 1, mediante aquecimento de um aerosol, que é liberado pelo material sólido compreendido no substrato formador de aerossol 1, podendo ser inalado juntamente com o ar que é sugado através do substrato formador de aerossol 1.
[0035] A Fig. 2 mostra esquematicamente uma primeira modalida de de um substrato formador de aerossol, que é geralmente designado com o numeral de referência 1. O substrato formador de aerossol 1 pode incluir uma carcaça geralmente tubular 15, como, por exemplo, um envoltório. A carcaça tubular 15 pode ser feita de um material que não impede visivelmente um campo eletromagnético que atinge o conteúdo do substrato formador de aerossol 1. Por exemplo, a carcaça tubular 15 pode ser um envoltório de papel. O papel tem uma alta permeabilidade magnética e em um campo eletromagnético alternado não é aquecido por correntes de Foucault. O substrato formador de aerossol 1 compreende um material sólido 10 que é capaz de liberar compostos voláteis que podem formar um aerossol mediante aquecimento do substrato formador de aerossol 1 e pelo menos um primeiro material susceptor 11 para aquecer o substrato formador de aerossol 1 que é disposto em proximidade térmica do material sólido 10. O termo sólido, conforme usado neste documento, abrange materiais sólidos, materiais semissólidos e também componentes líquidos, que podem ser fornecidos em um material transportador. O substrato formador de aerossol 1 compreende pelo menos um segundo material susceptor 12 tendo uma segunda temperatura de Curie. A segunda temperatura de Curie do segundo material susceptor 12 que é inferior a uma temperatura de aquecimento máxima predefinida do primeiro material susceptor 11.
[0036] A temperatura de aquecimento máxima predefinida do pri meiro material susceptor 11 pode ser uma primeira temperatura de Curie respectiva. Quando o primeiro material susceptor 11 for aquecido e chegar em sua primeira temperatura de Curie suas propriedades magnéticas reversivelmente mudam de uma fase ferromagnética para uma fase paramagnética. Essa fase de mudança pode ser detectada e o aquecimento indutivo ser parado. Devido ao aquecimento descontinuado o primeiro material susceptor 11 esfria novamente para uma temperatura onde suas propriedades magnéticas mudam de uma fase pa- ramagnética para uma fase ferromagnética. Essa mudança de fase também pode ser detectada e o aquecimento indutivo do substrato formador de aerossol 1 pode ser ativado novamente. Alternativamente, a temperatura de aquecimento máxima predefinida do primeiro material susceptor 11 pode corresponder a uma temperatura predefinida que pode ser controlada eletronicamente. A primeira temperatura de Curie do primeiro material susceptor 11 nesse caso pode ser maior do que a temperatura de aquecimento máxima predefinida.
[0037] O primeiro material susceptor 11 pode ser otimizado em re- lação a perda de calor e, portanto, a eficiência do aquecimento. Assim, o primeiro material susceptor 11 deve ter uma baixa relutância magnética e uma permeabilidade relativa correspondentemente alta para otimizar as correntes de Foucault de superfície geradas por um campo eletromagnético alternado de uma determinada força. O primeiro material susceptor 11 também deve ter uma resistividade elétrica relativamente baixa para aumentar a dissipação de calor Joule e, assim, a perda de calor.
[0038] Enquanto o primeiro material susceptor 11 prevê um aque cimento adequado do substrato formador de aerossol 1 a fim do material sólido liberar ps compostos voláteis que podem formar um aerossol, o segundo material susceptor 12 pode ser usado para identificação de um substrato formador de aerossol correspondente 1. Um substrato formador de aerossol correspondente, como usado aqui, é um substrato formador de aerossol 1 de uma composição claramente definida, que foi otimizado para uso em combinação com um dispositivo de aquecimento indutivo específico. Assim, as concentrações por peso do material sólido 10, e o pelo menos o primeiro e o segundo materiais susceptores 11, 12, suas formulações e configurações específicas, sua disposição dentro do substrato formador de aerossol 1, assim como a resposta do primeiro material susceptor 11 para um campo de indução e a produção de aerossóis como resultado do aquecimento do material sólido 10 foram adaptadas no que se refere a um dispositivo de aquecimento por indução específico. O segundo material susceptor 12 tem uma segunda temperatura de Curie que é inferior a uma temperatura de aquecimento máxima do primeiro material susceptor 11. Após aquecimento do substrato formador de aerossol 1 o segundo material susceptor 12 chega em sua segunda temperatura de Curie antes que o primeiro material susceptor chegue à temperatura de aquecimento máxima. Quando o segundo material susceptor 12 atingiu sua segunda temperatura de Curie, suas propriedades magnéticas mudam reversivelmente de uma fase ferromagnética para uma fase paramag- nética. Como uma consequência, as perdas por histerese do segundo material susceptor 12 desaparecem. Essa mudança das propriedades magnéticas do segundo material susceptor 12 pode ser detectada por um circuito eletrônico que pode ser integrado no dispositivo de aquecimento indutivo. A detecção da mudança das propriedades magnéticas pode ser realizada, por exemplo, medindo quantitativamente uma mudança da frequência de oscilação de um circuito de oscilação conectado a uma bobina de indução do dispositivo de aquecimento indutivo, ou, por exemplo, determinando-se qualitativamente se uma mudança, por exemplo, da frequência de oscilação ou a corrente de indu-ção ocorreu dentro de um intervalo de tempo especificado a partir da ativação do dispositivo de aquecimento por indução. Se uma alteração quantitativa ou qualitativa esperada em uma uma quantidade física observada for detectada, o aquecimento indutivo do substrato formador de aerossol poderá ser continuado até que o primeiro material susceptor 11 chegue em sua temperatura de aquecimento máxima a fim de produzir a quantidade desejada de aerossol. Se não ocorrer a alteração quantitativa ou qualitativa esperada da quantidade física observada, o substrato formador de aerossol 1 poderá ser identificado como não original e o aquecimento indutivo do mesmo poderá ser interrompido Devido ao fato de que o segundo susceptor material 12 geralmente não contribui para o aquecimento do substrato formador de aerossol 1 sua concentração em peso pode ser inferior a uma concentração em peso do primeiro material susceptor 11.
[0039] A temperatura de aquecimento máxima do primeiro material susceptor 11 pode ser selecionada de modo que mediante ser indutivamente aquecido a uma temperatura média do substrato formador de aerossol 1 não se exceda 240 °C. A temperatura média geral do subs trato formador de aerossol 1 é definida como a média aritmética de uma série de medições de temperatura nas regiões centrais e nas regiões periféricas do substrato formador de aerossol. Em outra modalidade do substrato formador de aerossol 1, a temperatura de aquecimento máxima do primeiro material susceptor 11 pode ser selecionada de modo que não exceda 370 °C, a fim de evitar um superaquecimento local do substrato formador de aerossol 1 que compreende o material sólido 10 que seja capaz de liberar compostos voláteis que podem formar um aerossol.
[0040] A composição básica descrita acima do substrato formador de aerossol 1 do exemplo de modalidade da Fig. 2 é compartilhada por todas as modalidades adicionais do substrato formador de aerossol 1 que serão descritas adiante.
[0041] A partir da Fig. 2 também pode ser reconhecido que o subs trato formador de aerossol 1 compreende o primeiro e segundo material susceptor 11, 12 que podem ser de configuração particularizada. O primeiro e segundo material susceptor 11, 12 podem, preferencialmente, ter um diâmetro esférico equivalente de 10 μm - 100 μm. O diâmetro esférico equivalente é usado em combinação com as partículas de forma irregular e é definido como o diâmetro de uma esfera de volume equivalente. Para os tamanhos selecionados, o primeiro e o segundo materiais susceptores 11, 12 podem ser distribuídos por todo o substrato formador de aerossol 1 conforme necessário e podem ser mantidos firmemente dentro substrato formador de aerossol 1. Como mostrado na Fig. 2, o primeiro material susceptor 11 pode ser distribuído em todo o material sólido 10 de forma homogênea. O segundo material susceptor 12 pode ser disposto, de preferência, nas regiões periféri-cas do substrato formador de aerossol 1.
[0042] A segunda temperatura Curie do segundo material suscep tor 12 pode compor de 15% a 40% da temperatura de aquecimento máxima predefinida do primeiro material susceptor 11. A segunda temperatura de Curie do segundo material susceptor 12 estando bastante baixa, o processo de identificação pode ser realizado na fase inicial do aquecimento indutivo do substrato formador de aerossol 1. Assim, energia pode ser salva, no caso de identificação de um substrato formador de aerossol não original 1.
[0043] A Fig. 3 mostra outra modalidade de um substrato formador de aerossol, que é designado com o numeral de referência 1. O substrato formador de aerossol 1 pode ter uma forma geralmente cilíndrica e pode ser envolvido por um revestimento tubular 15, como, por exemplo, um envoltório. O substrato formador de aerossol 1 compreende o material sólido 10 que é capaz de liberar compostos voláteis que podem formar um aerossol mediante aquecimento do substrato formador de aerossol 1 e pelo menos do primeiro e segundo material susceptor 11, 12. O primeiro e o segundo materiais susceptores 11, 12 podem, ambos, ser de configuração em partículas novamente. A modalidade do substrato formador de aerossol 1 mostrada na Fig. 3 compreende ainda pelo menos um terceiro material susceptor 13 que tem uma terceira temperatura de Curie. A terceira temperatura de Curie do terceiro susceptor material 13 e a segunda temperatura de Curie do segundo material susceptor 12 são distintas uma da outra e mais baixa do que a temperatura de aquecimento máxima do primeiro material susceptor 11. Fornecer o substrato formador de aerossol com um segundo e terceiro material susceptor 12, 13 que tem primeira e segunda temperaturas de Curie que são menores que a temperatura de aquecimento máxima do primeiro material susceptor 11, uma identificação ainda mais rigorosa do substrato formador de aerossol pode ser oferecida. O dispositivo de aquecimento indutivo pode ser equipado com um circuito eletrônico correspondente que é capaz de detectar duas alterações quantitativas ou qualitativas esperadas consecutivas de uma quantidade física observada. Se o circuito eletrônico detectar as duas alterações quantitativas ou qualitativas consecutivas da quantidade física observada, o aquecimento indutivo do substrato formadoras de aerossol 1 e, assim, a produção de aerossóis poderá continuar. Se as dois alterações quantitativas ou qualitativas consecutivas esperadas da quantidade física observada não são detectadas, o substrato formador de aerossol inserido 1 pode ser identificado como não originais e o aquecimento indutivo pode ser interrompido. Em uma variante da modalidade mostrada do substrato formador de aerossol 1 a segunda temperatura de Curie do segundo material susceptor 12 pode ser pelo menos 20 °C inferior a terceira temperatura de Curie do terceiro material susceptor 13. Essa diferença de temperaturas de Curie do segundo e do terceiro material susceptor 12, 13 pode facilitar a detecção das alterações das propriedades magnéticas dos segundo e terceiro material susceptor 12, 13, respectivamente, quando atingirem suas respectivas segunda e terceira temperaturas de Curie. Como mostrado na Fig. 3, o primeiro material susceptor 11 pode ser distribuído em todo o material sólido 10 de forma homogênea. O segundo e o terceiro material susceptor 12, 13 podem ser dispostos, de preferência, nas regiões periféricas do substrato formador de aerossol 1.
[0044] Na Fig. 4 uma modalidade adicional de exemplo de um substrato formador de aerossol é mostrado, que novamente é geralmente designado com o numeral de referência 1. O substrato formador de aerossol 1 pode ter uma forma geralmente cilíndrica e pode ser envolvido por um revestimento tubular 15, como, por exemplo, um envoltório. O substrato formador de aerossol 1 compreende um material sólido 10 que é capaz de liberar compostos voláteis que podem formar um aerossol mediante aquecimento do substrato formador de aerossol 1 e pelo menos o primeiro e o segundo e o terceiro material susceptor 11, 12, 13. O primeiro material susceptor 11 pode ter uma configura- ção de filamento. O primeiro material susceptor da configuração de filamento pode ter comprimentos e diâmetros diferentes e pode ser distribuído mais ou menos de maneira homogênea em todo o material sólido. Como exemplo mostrado na Figura 4, o primeiro material susceptor 11 da configuração de filamento pode ser de uma forma similar a fio e pode estender-se axialmente através de uma extensão longitudinal do substrato formador de aerossol 1. O segundo e o terceiro material susceptor 12, 13 podem ser de configuração em partículas. Os mesmos podem ser dispostos nas regiões periféricas do substrato formador de aerossol 1. Se for considerado necessário, os materiais do segundo e do terceiro material susceptor 12, 13 podem ser distribuídos em todo o material sólido com picos de concentração local.
[0045] Na Fig. 5 ainda outro exemplo de modalidade de um subs trato formador de aerossol é mostrado, que novamente é geralmente designado com o numeral de referência 1. O substrato formador de aerossol 1 pode ter, novamente, uma forma geralmente cilíndrica e pode ser envolvido por um revestimento tubular 15 como, por exemplo, um envoltório. O substrato formador de aerossol compreende o material sólido 10 que é capaz de liberar compostos voláteis que podem formar um aerossol mediante aquecimento do substrato formador de aerossol 1 e pelo menos o primeiro e o segundo material susceptor 11, 12. O primeiro material susceptor 11 pode ter uma configuração similar a malha, que pode ser disposta dentro do substrato formador de aerossol 1 ou, alternativamente, pode formar pelo menos parcialmente um revestimento para o material sólido 10. O termo "configuração similar a malha" inclui camadas que têm descontinuidades através das mesmas. Por exemplo, a camada pode ser uma tela, uma malha, uma grade ou uma folha perfurada. O segundo material susceptor 12 pode ser de configuração em partículas e pode ser disposto, de preferência, nas regiões periféricas do substrato formador de aerossol.
[0046] Nas modalidades descritas de um substrato formador de aerossol 1 o segundo e, opcionalmente, o terceiro material susceptor 12, 13 foram descritos como sendo da configuração em partículas. Deve-se observa que também podem ser de configuração de filamento. Como alternativa, pelo menos um dentre o segundo e o terceiro material susceptor 12, 13 pode ser de configuração em partículas, enquanto o outro pode ser de configuração de filamento. O material susceptor da configuração de filamento pode ter comprimentos e diâmetros diferentes. O material susceptor de configuração em partículas pode, preferencialmente, ter um diâmetro esférico equivalente de 10 μm - 100 μm.
[0047] Como foi mencionado antes, o dispositivo de aquecimento indutivo 2 pode ser fornecido com um indicador, que pode ser ativável mediante detecção do segundo e, opcionalmente, do terceiro material susceptor 12, 13, tendo chegado em suas segunda e terceira temperaturas de Curie. O indicador pode, por exemplo, ser um indicador acústico ou óptico. Em uma modalidade do sistema de distribuição de aerossol, o indicador óptico pode ser um LED, que pode ser fornecido em uma carcaça tubular 20 do dispositivo de aquecimento por indução 2. Assim, se um substrato formador de aerossol não original for detectado, por exemplo, uma luz vermelha pode indicar o produto não original.
[0048] Embora modalidades diferentes da invenção sejam descri tas neste documento com referência aos desenhos em anexo, a invenção não se limita a essas modalidades. Várias modificações e alterações são concebíveis, sem se afastar dos ensinamentos gerais da presente invenção. Portanto, o escopo de proteção é definido pelas reivindicações anexas.
Claims (15)
1. Substrato formador de aerossol para uso em combinação com um dispositivo de aquecimento indutivo, em que o substrato formador de aerossol (1) compreende um material sólido (10) capaz de liberar os compostos voláteis que podem formar um aerossol mediante aquecimento do substrato formador de aerossol (1), e pelo menos um primeiro material susceptor (11) para aquecer o substrato formador de aerossol (1), o primeiro material susceptor (11) sendo disposto em proximidade térmica do material sólido (10), caracterizado pelo fato de que o substrato formador de aerossol (1) compreendendo ainda pelo menos um segundo material susceptor (12) tendo uma segunda temperatura Curie que é inferior uma temperatura de aquecimento máxima predefinida do primeiro material susceptor (11).
2. Substrato formador de aerossol, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda pelo menos um terceiro material susceptor (13) que tem uma terceira temperatura de Curie, a terceira temperatura de Curie do terceiro material susceptor (13) e a segunda temperatura de Curie do segundo material susceptor (12) sendo distintas uma da outra e menor que a temperatura de aquecimento máxima do primeiro material susceptor (11).
3. Substrato formador de aerossol, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a segunda temperatura de Curie do segundo material susceptor (12) é pelo menos 20 °C inferior à terceira temperatura de Curie do terceiro material susceptor (13).
4. Substrato formador de aerossol, de acordo com a reivindicação 2 ou 3, caracterizado pelo fato de que a segunda temperatura de Curie do segundo material susceptor (12) equivale a 15% - 40% da temperatura de aquecimento máxima do primeiro material susceptor (11).
5. Substrato formador de aerossol, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 4, caracterizado pelo fato de que a temperatura de aquecimento máxima do primeiro material susceptor (11) é selecionado de modo que após ser aquecido indutivamente a uma temperatura média total do substrato formador de aerossol (1) não exceda 240 °C.
6. Substrato formador de aerossol, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 5, caracterizado pelo fato de que a temperatura de aquecimento máxima do primeiro material susceptor (11) não exceda 370 °C.
7. Substrato formador de aerossol, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 6, caracterizado pelo fato de que o segundo e, opcionalmente, o terceiro material susceptor (12, 13) têm, cada um, uma concentração em peso que é menor que uma concentração em peso do primeiro material susceptor (11).
8. Substrato formador de aerossol, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 7, caracterizado pelo fato de que o primeiro material susceptor (11) e segundo e, opcionalmente, terceiro material susceptor (12, 13), são um dentre partículas ou filamento ou configuração similar à malha.
9. Substrato formador de aerossol, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 8, caracterizado pelo fato de que o segundo e, opcionalmente, o terceiro material susceptor (12, 13) são organizados em regiões periféricas do substrato formador de aerossol (1).
10. Substrato formador de aerossol, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 9, caracterizado pelo fato de que o substrato formador de aerossol (1) é fixado a um bocal (16) que, opcionalmente, inclui um plugue de filtro (17).
11. Substrato formador de aerossol, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 10, caracterizado pelo fato de que o substrato formador de aerossol (1) é fechado por um revestimento tubular (15), preferencialmente, um envoltório.
12. Sistema de distribuição de aerossol, caracterizado pelo fato de que compreende um dispositivo de aquecimento indutivo (2) e um substrato de formação de aerossol (1), conforme definido em qualquer uma das reivindicações anteriores.
13. Sistema de distribuição de aerossol, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de aquecimento indutivo (2) é fornecido com um circuito de controle eletrônico (32), que está adaptado para uma detecção do segundo e, opcionalmente, do terceiro material susceptor (12, 13) tendo atingido as suas segunda e terceira temperaturas de Curie.
14. Sistema de distribuição de aerossol, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de aquecimento indutivo (2) é fornecido com um indicador, que é ativável mediante detecção do segundo e, opcionalmente, do terceiro material susceptor (12, 13) tendo atingido as suas segunda e terceira temperaturas de Curie.
15. Sistema de distribuição de aerossol, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que o indicador é um indicador óptico, de preferência, um LED, que é fornecido em uma carcaça (20) do dispositivo de aquecimento indutivo (2).
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