BR112018067723B1

BR112018067723B1 - SMOKING DEVICE FOR GENERATING AEROSOL FROM A LIQUID AEROSOL-FORMING SUBSTRATE, METHOD FOR GENERATING AN AEROSOL IN A SMOKING SYSTEM, AEROSOL GENERATING SMOKING SYSTEM AND CARTRIDGE FOR SMOKING DEVICES FOR GENERATING AEROSOL

Info

Publication number: BR112018067723B1
Application number: BR112018067723-0A
Authority: BR
Inventors: Jerome Christian Courbat; Oleg Mironov
Original assignee: Philip Morris Products S.A.
Priority date: 2016-03-30
Filing date: 2017-02-28
Publication date: 2023-07-25

Abstract

O dispositivo para fumar para geração de aerossol de um substrato formador de aerossol líquido compreende um compartimento do dispositivo (10) compreendendo uma porção para armazenamento de líquido (16) para substrato formador de aerossol líquido. O disposi-tivo também compreende um atomizador de ondas acústicas superfici-ais (atomizador de SAW, 15) que compreenda uma região de atomiza-ção (40), pelo menos um transdutor (20) para a geração de ondas acústicas superficiais para se propagarem ao longo de uma superfície do atomizador de SAW (15), pelo menos um segundo transdutor (20) e um elemento de abastecimento (30) disposto para fornecer substrato formador de aerossol líquido da porção para armazenamento de líqui-do (16) à região de atomização (40) no atomizador de SAW (15). O dispositivo compreende ainda um sistema de controle (14) configurado para operar o atomizador de SAW (15) para atomizar o substrato for-mador de aerossol líquido na região de atomização (40) para gerar um aerossol. Um cartucho para um dispositivo para fumar e um método para gerar um aerossol em um sistema para fumar são fornecidos também.The smoking device for generating aerosol from a liquid aerosol-forming substrate comprises a device compartment (10) comprising a liquid storage portion (16) for liquid aerosol-forming substrate. The device also comprises a surface acoustic wave atomizer (SAW atomizer, 15) comprising an atomization region (40), at least one transducer (20) for generating surface acoustic waves to propagate along a surface of the SAW atomizer (15), at least one second transducer (20) and a supply element (30) arranged to deliver liquid aerosol-forming substrate from the liquid storage portion (16) to the region (40) on the SAW atomizer (15). The device further comprises a control system (14) configured to operate the SAW atomizer (15) to atomize the liquid aerosol-forming substrate in the atomization region (40) to generate an aerosol. A cartridge for a smoking device and a method for generating an aerosol in a smoking system are also provided.

Description

[001] A invenção refere-se a dispositivos de fumar, métodos e sistemas para fumar para geração de aerossol de um substrato formador de aerossol líquido e cartuchos para tais dispositivos de fumar. O dispositivo de fumar e o sistema gerador de aerossol são dispositivos e sistemas operados eletricamente.[001] The invention relates to smoking devices, smoking methods and systems for generating aerosol from a liquid aerosol-forming substrate, and cartridges for such smoking devices. The smoking device and aerosol generating system are electrically operated devices and systems.

[002] Em sistemas para fumar operados eletricamente, por exemplo, substrato formador de aerossol líquido é atomizado para formar um aerossol. Tipicamente, em atomizadores, uma bobina de fio aquecedor é enrolada ao redor de um pavio alongado embebido no substrato formador de aerossol líquido. Outros tipos de atomizador usam vibrações ultrassônicas, em vez de calor, para atomizar um substrato líquido. Neste documento, as vibrações são usadas para empurrar ou extrair um líquido através de uma malha e atomizar o líquido. Um problema com a maioria dos atomizadores que usam vibrações ultrassônicas é que os mesmos não são capazes de atomizar líquidos altamente viscosos, como são normalmente utilizados em sistemas para fumar eletricamente operados. Além disso, muitos atomizadores requerem muita energia para atingir uma taxa de atomização desejada.[002] In electrically operated smoking systems, for example, liquid aerosol-forming substrate is atomized to form an aerosol. Typically, in atomizers, a coil of heating wire is wound around an elongated wick embedded in the liquid aerosol-forming substrate. Other types of atomizer use ultrasonic vibrations, rather than heat, to atomize a liquid substrate. In this document, vibrations are used to push or draw a liquid through a mesh and atomize the liquid. One problem with most atomizers that use ultrasonic vibrations is that they are not capable of atomizing highly viscous liquids, as are typically used in electrically operated smoking systems. Additionally, many atomizers require a lot of energy to achieve a desired atomization rate.

[003] Há necessidade de um dispositivo de fumar para geração de aerossol a partir de um substrato formador de aerossol líquido que melhore estes problemas. Há necessidade de um dispositivo de fumar para geração de aerossol a partir de substratos de aerossol líquidos que exija pouca energia para alcançar uma atomização eficiente.[003] There is a need for a smoking device for generating aerosol from a liquid aerosol-forming substrate that improves these problems. There is a need for a smoking device for generating aerosol from liquid aerosol substrates that requires little energy to achieve efficient atomization.

[004] De acordo com um primeiro aspecto da invenção, é fornecido um dispositivo de fumar para geração de aerossol a partir de um substrato formador de aerossol líquido conforme estabelecido na reivindicação 1. O dispositivo de fumar compreende um compartimento do dispositivo que compreenda uma porção de armazenamento de líquido compreendendo um compartimento para reter substrato formador de aerossol líquido. O compartimento do dispositivo pode compreender, por exemplo, uma cavidade para receber um cartucho em seu interior, o cartucho compreendendo um substrato formador de aerossol líquido. O dispositivo de fumar compreende ainda um atomizador de ondas acústicas superficiais (atomizador de SAW), que compreenda uma região de atomização, pelo menos um transdutor de entrada para a geração de ondas acústicas superficiais que se propaguem ao longo da superfície do atomizador de SAW, incluindo a região de atomização e pelo menos um transdutor de saída para converter as ondas acústicas superficiais em sinais elétricos que representam as informações físicas da região de atomização. Um elemento de abastecimento é disposto para fornecer substrato formador de aerossol líquido da porção de armazenamento de líquido à região de atomização no atomizador de SAW. O elemento de abastecimento pode conectar fluidamente a porção de armazenamento de líquido, por exemplo, um cartucho, e o atomizador de SAW, em particular, a região de atomização no atomizador de SAW. Um sistema de controle é configurado para operar o atomizador de SAW de acordo com o sinal elétrico para atomizar o substrato formador de aerossol líquido na região de atomização para gerar um aerossol. O sistema de controle pode, por exemplo, compreender uma fonte de alimentação e componentes eletrônicos de controle conectados ao atomizador de SAW. O sistema de controle é, por exemplo, adaptado para fornecer um sinal RF ao pelo menos um transdutor. O aerossol gerado pode ser, então, transportado no compartimento do dispositivo para uma extremidade a jusante do dispositivo de fumar para um usuário do dispositivo de fumar.[004] According to a first aspect of the invention, there is provided a smoking device for generating aerosol from a liquid aerosol-forming substrate as set out in claim 1. The smoking device comprises a device compartment comprising a portion liquid storage system comprising a compartment for holding liquid aerosol-forming substrate. The device housing may comprise, for example, a cavity for receiving a cartridge therein, the cartridge comprising a liquid aerosol-forming substrate. The smoking device further comprises a surface acoustic wave atomizer (SAW atomizer), which comprises an atomization region, at least one input transducer for generating surface acoustic waves that propagate along the surface of the SAW atomizer, including the atomization region and at least one output transducer for converting the surface acoustic waves into electrical signals representing physical information from the atomization region. A supply element is arranged to supply liquid aerosol-forming substrate from the liquid storage portion to the atomization region in the SAW atomizer. The supply member may fluidly connect the liquid storage portion, e.g., a cartridge, and the SAW atomizer, in particular, the atomization region in the SAW atomizer. A control system is configured to operate the SAW atomizer in accordance with the electrical signal to atomize the liquid aerosol-forming substrate in the atomization region to generate an aerosol. The control system may, for example, comprise a power supply and control electronics connected to the SAW atomizer. The control system is, for example, adapted to provide an RF signal to the at least one transducer. The generated aerosol can then be transported in the device housing to a downstream end of the smoking device to a user of the smoking device.

[005] Em uso, um usuário pode operar o dispositivo ao operar um interruptor ou ao tragar por um bocal do dispositivo. A potência pode ser fornecida ao atomizador de SAW para ativar o pelo menos um transdutor de entrada para produzir ondas acústicas superficiais (ondas de Rayleigh) que se propaguem ao longo da superfície do atomizador de SAW. A energia dessas ondas acústicas superficiais é transferida para o substrato formador de aerossol líquido fornecido à região de atomização. A energia fornecida ao líquido provoca a formação de gotículas de aerossol a partir do substrato formador de aerossol líquido, assim, atomizando o substrato formador de aerossol líquido da região de atomização. As ondas acústicas superficiais transferidas para o líquido basicamente desestabilizam as gotículas de líquido na superfície do atomizador de SAW de modo que a superfície da gotícula se rompa e forme uma névoa de gotículas de aerossol.[005] In use, a user can operate the device by operating a switch or by swallowing through a mouthpiece of the device. Power may be supplied to the SAW atomizer to activate the at least one input transducer to produce surface acoustic waves (Rayleigh waves) that propagate along the surface of the SAW atomizer. The energy of these surface acoustic waves is transferred to the liquid aerosol-forming substrate supplied to the atomization region. The energy supplied to the liquid causes the formation of aerosol droplets from the liquid aerosol-forming substrate, thereby atomizing the liquid aerosol-forming substrate from the atomization region. The surface acoustic waves transferred to the liquid essentially destabilize the liquid droplets on the surface of the SAW atomizer so that the droplet surface ruptures and forms a mist of aerosol droplets.

[006] Essa forma de geração de aerossol tem provado ser capaz de fornecer quantidades confiáveis e consistentes de aerossol a partir de um substrato formador de aerossol líquido para uma experiência de fumo conveniente. Além disso, a geração de aerossol requer menos energia do que quando gerado com elementos de vibração conhecidos, por exemplo, aqueles que usam calor.[006] This form of aerosol generation has proven capable of delivering reliable and consistent amounts of aerosol from a liquid aerosol-forming substrate for a convenient smoking experience. Furthermore, aerosol generation requires less energy than when generated with known vibrating elements, for example those that use heat.

[007] Com o atomizador de SAW, chips sensores de SAW comumente conhecidos podem ser utilizados. Esses normalmente incluem pelo menos um transdutor interdigital (ou interdigitado) compreendendo eletrodos (metálicos) dispostos em um substrato piezelétrico, por exemplo, impressos no substrato. Uma tensão de AC aplicada aos "dedos" individuais dos eletrodos do transdutor faz com que o substrato piezelétrico se deforme mecanicamente devido a regiões alternantes de tensão de tração e compressão no substrato piezelétrico criadas entre os dedos. Como os dedos do mesmo lado do transdutor estão sob o mesmo nível de compressão ou tração, o espaço entre eles (conhecido como passo) corresponde ao comprimento de onda das ondas mecânicas.[007] With the SAW atomizer, commonly known SAW sensor chips can be used. These typically include at least one interdigital (or interdigitated) transducer comprising (metallic) electrodes arranged on a piezoelectric substrate, e.g. printed on the substrate. An AC voltage applied to the individual "fingers" of the transducer electrodes causes the piezoelectric substrate to deform mechanically due to alternating regions of tensile and compressive stress in the piezoelectric substrate created between the fingers. Because the fingers on the same side of the transducer are under the same level of compression or tension, the space between them (known as the pitch) corresponds to the wavelength of the mechanical waves.

[008] As ondas assim geradas têm tipicamente amplitudes de tamanho nanométricas e propagam-se ao longo da superfície do substrato piezelétrico a frequências de MHz.[008] The waves thus generated typically have nanometer-sized amplitudes and propagate along the surface of the piezoelectric substrate at frequencies of MHz.

[009] Preferencialmente, pelo menos um transdutor de entrada do atomizador de SAW usado no dispositivo de fumar, de acordo com a invenção, é um transdutor interdigital compreendendo eletrodos dispostos em um substrato piezelétrico.[009] Preferably, at least one input transducer of the SAW atomizer used in the smoking device according to the invention is an interdigital transducer comprising electrodes arranged on a piezoelectric substrate.

[0010] Um transdutor pode compreender um refletor para oferecer suporte a direcionalidade das ondas acústicas superficiais geradas em uma direção. Com isso, a eficiência de potência de um sistema pode ser aumentada.[0010] A transducer may comprise a reflector to support the directionality of surface acoustic waves generated in one direction. With this, the power efficiency of a system can be increased.

[0011] Um transdutor pode ser configurado para gerar ondas paralelas, por exemplo, através de uma matriz de eletrodos retos dispostos em paralelo.[0011] A transducer can be configured to generate parallel waves, for example, through an array of straight electrodes arranged in parallel.

[0012] Um transdutor pode ser configurado para ter um efeito de focalização sobre as ondas geradas. Por exemplo, o transdutor pode ser dotado de eletrodos com formas paralelas, porém, curvadas, de modo a focar as ondas geradas em uma pequena zona.[0012] A transducer can be configured to have a focusing effect on the generated waves. For example, the transducer can be equipped with electrodes with parallel but curved shapes, in order to focus the waves generated in a small area.

[0013] Preferencialmente, um transdutor compreende um refletor e tem um efeito de focalização.[0013] Preferably, a transducer comprises a reflector and has a focusing effect.

[0014] O sistema de controle do dispositivo de fumar está configurado para operar o atomizador de SAW para gerar ondas acústicas superficiais em uma frequência predeterminada. A frequência predeterminada pode ser de cerca de 20 MHz ou superior, pode ser por exemplo, dentre cerca de 20 MHz e cerca de 100 MHz, ou de cerca de 20 MHz e cerca de 80 MHz. Isso pode fornecer uma taxa de saída de aerossol desejada e um tamanho de gotículas desejado para uma boa experiência do usuário.[0014] The smoking device control system is configured to operate the SAW atomizer to generate surface acoustic waves at a predetermined frequency. The predetermined frequency may be from about 20 MHz or higher, for example, from about 20 MHz to about 100 MHz, or from about 20 MHz to about 80 MHz. This can provide an aerosol output rate desired droplet size and desired droplet size for a good user experience.

[0015] O sistema de controle pode compreender circuitos elétricos conectados ao atomizador de SAW e a uma fonte de alimentação.[0015] The control system may comprise electrical circuits connected to the SAW atomizer and a power source.

[0016] Os circuitos elétricos podem compreender um microprocessador, que pode ser um microprocessador programável. Os circuitos elétricos podem incluir mais componentes eletrônicos. Os circuitos elétricos podem ser configurados para regular um fornecimento de potência para o atomizador de SAW. A potência pode ser fornecida ao atomizador de SAW continuamente após a ativação do dispositivo ou pode ser fornecida intermitentemente, como com base em tragada a tragada.[0016] The electrical circuits may comprise a microprocessor, which may be a programmable microprocessor. Electrical circuits may include more electronic components. Electrical circuits can be configured to regulate a power supply to the SAW atomizer. Power may be supplied to the SAW atomizer continuously after device activation or may be supplied intermittently, such as on a puff-by-puff basis.

[0017] O atomizador de SAW pode estar sob qualquer forma adequada. O atomizador de SAW pode ser substancialmente circular ou elíptico. O atomizador de SAW pode ser substancialmente triangular ou quadrado ou qualquer forma regular ou irregular. Preferencialmente, o atomizador de SAW é substancialmente plano. O atomizador de SAW pode ser curvado. O atomizador de SAW pode ter forma de domo. O atomizador de SAW pode ser uma placa substancialmente quadrada. O atomizador de SAW pode ser um disco substancialmente circular ou elíptico.[0017] The SAW atomizer may be in any suitable form. The SAW atomizer may be substantially circular or elliptical. The SAW atomizer may be substantially triangular or square or any regular or irregular shape. Preferably, the SAW atomizer is substantially flat. The SAW atomizer can be curved. The SAW atomizer can be dome shaped. The SAW atomizer may be a substantially square plate. The SAW atomizer may be a substantially circular or elliptical disc.

[0018] O atomizador de SAW pode ser reutilizável. O atomizador de SAW pode ser descartável. O atomizador de SAW pode ser um elemento separado ou pode ser parte de um cartucho, como será descrito abaixo.[0018] The SAW atomizer can be reusable. The SAW atomizer can be disposable. The SAW atomizer may be a separate element or may be part of a cartridge, as will be described below.

[0019] Os atomizadores de SAW são geralmente pequenos e têm peso leve. Além disso, os atomizadores de SAW, em particular, aqueles com tamanhos apropriados para uso em dispositivos de fumar operados eletricamente, usam menos potência do que elementos de vibração conhecidos, por exemplo, aqueles que utilizam o calor para a produção de aerossol. Ainda mais, os atomizadores de SAW geralmente têm a capacidade de gerar aerossol do tamanho de gotículas pequenas. Essas vantagens dos atomizadores de SAW melhoram o dispositivo de fumar da presente invenção e permitem o fornecimento de um dispositivo para fumar eficiente e econômico.[0019] SAW atomizers are generally small and light in weight. Furthermore, SAW atomizers, in particular those with sizes appropriate for use in electrically operated smoking devices, use less power than known vibrating elements, for example, those that utilize heat for aerosol production. Even more, SAW atomizers generally have the ability to generate aerosol the size of small droplets. These advantages of SAW atomizers improve the smoking device of the present invention and allow for the provision of an efficient and economical smoking device.

[0020] O dispositivo de fumar, de acordo com a invenção, pode ainda compreender um aquecedor disposto para aquecer o substrato formador de aerossol líquido, preferencialmente substrato formador de aerossol líquido na região de atomização. O aquecedor pode ser disposto para aquecer pelo menos uma porção do atomizador de SAW e desse modo o substrato formador de aerossol no atomizador de SAW. Preferencialmente, o aquecedor é disposto para aquecer pelo menos a região de atomização do atomizador de SAW e, desse modo, o substrato formador de aerossol na região de atomização.[0020] The smoking device according to the invention may further comprise a heater arranged to heat the liquid aerosol-forming substrate, preferably liquid aerosol-forming substrate in the atomization region. The heater may be arranged to heat at least a portion of the SAW atomizer and thereby the aerosol-forming substrate in the SAW atomizer. Preferably, the heater is arranged to heat at least the atomization region of the SAW atomizer and thereby the aerosol-forming substrate in the atomization region.

[0021] O aquecedor pode aquecer o substrato formador de aerossol líquido e reduzir a viscosidade e a tensão superficial do líquido. Ao aquecer o líquido preferencialmente antes, mas também durante a atomização, o aquecedor pode aumentar a taxa de atomização. O aquecimento do substrato formador de aerossol e redução da viscosidade do substrato formador de aerossol líquido pode aumentar a confiabilidade do dispositivo ou do sistema para fumar, respectivamente.[0021] The heater can heat the liquid aerosol-forming substrate and reduce the viscosity and surface tension of the liquid. By heating the liquid preferably before but also during atomization, the heater can increase the atomization rate. Heating the aerosol-forming substrate and reducing the viscosity of the liquid aerosol-forming substrate can increase the reliability of the smoking device or system, respectively.

[0022] O aquecedor pode aquecer o substrato formador de aerossol líquido a uma temperatura consistente e predeterminada por atomização. Isso pode permitir a atomização do substrato formador de aerossol a uma viscosidade consistente e pode permitir a geração de um aerossol pelo dispositivo a uma taxa de atomização consistente. Isso pode melhorar a experiência do usuário.[0022] The heater can heat the liquid aerosol-forming substrate to a consistent and predetermined temperature by atomization. This may allow atomization of the aerosol-forming substrate at a consistent viscosity and may allow the device to generate an aerosol at a consistent atomization rate. This can improve the user experience.

[0023] A viscosidade do substrato formador de aerossol líquido pode ter um efeito na taxa de atomização e no tamanho de gotícula de aerossol gerado pelo dispositivo ou sistema. Por conseguinte, o aquecimento do substrato formador de aerossol líquido a uma temperatura consistente e predeterminada antes da atomização pode facilitar a geração de um aerossol com uma distribuição de tamanhos de gotícula consistente.[0023] The viscosity of the liquid aerosol-forming substrate can have an effect on the atomization rate and aerosol droplet size generated by the device or system. Therefore, heating the liquid aerosol-forming substrate to a consistent, predetermined temperature prior to atomization can facilitate the generation of an aerosol with a consistent droplet size distribution.

[0024] O aquecimento do substrato de aerossol líquido a uma temperatura acima da temperatura ambiente antes da atomização também pode reduzir a sensibilidade do sistema às flutuações na temperatura ambiente e fornecer a um usuário um aerossol consistente em cada utilização.[0024] Heating the liquid aerosol substrate to a temperature above ambient temperature prior to atomization can also reduce the sensitivity of the system to fluctuations in ambient temperature and provide a user with a consistent aerosol with each use.

[0025] Como usado neste documento, o termo "tamanho de gotícula" é usado para significar o tamanho de gotícula aerodinâmico, que é do tamanho de uma gotícula de densidade de unidade esférica que se estabelece com a mesma velocidade que a gotícula em questão. Várias medidas são utilizadas na técnica para descrever o tamanho das gotículas de aerossol. Isso incluem o diâmetro mediano de massa (MMD) e o diâmetro aerodinâmico mediano de massa (MMAD). Como usado neste documento, o termo "diâmetro mediano de massa (MMD)" é usado para denotar o diâmetro de uma gotícula de modo que metade da massa do aerossol esteja contida em gotículas de pequeno diâmetro e metade em gotículas de grande diâmetro. Como usado neste documento, o termo "diâmetro aerodinâmico mediano de massa (MMAD)" é utilizado para denotar o diâmetro de uma esfera de densidade unitária que possui as mesmas propriedades aerodinâmicas que uma gotícula de massa mediana do aerossol.[0025] As used herein, the term "droplet size" is used to mean the aerodynamic droplet size, which is the size of a droplet of spherical unit density that settles at the same speed as the droplet in question. Various measurements are used in the technique to describe the size of aerosol droplets. These include the mass median diameter (MMD) and the mass median aerodynamic diameter (MMAD). As used herein, the term "mass median diameter (MMD)" is used to denote the diameter of a droplet such that half of the aerosol mass is contained in small-diameter droplets and half in large-diameter droplets. As used herein, the term "mass median aerodynamic diameter (MMAD)" is used to denote the diameter of a sphere of unit density that has the same aerodynamic properties as a mass median aerosol droplet.

[0026] O diâmetro aerodinâmico mediano de massa (MMAD) das gotículas geradas pelo sistema e dispositivo de fumar da presente invenção pode ser dentre cerca de 1 μm e cerca de 10 μm, ou o MMAD pode ser de entre cerca de 1 μm e cerca de 5 μm. O MMAD de gotículas pode ser igual ou inferior a 3 μm. O tamanho de gotícula desejado de gotículas geradas pelo dispositivo de fumar da presente invenção pode ser qualquer MMAD descrito acima. O tamanho de gotículas desejado (MMAD) pode ser igual ou inferior a 3 μm.[0026] The mass median aerodynamic diameter (MMAD) of the droplets generated by the smoking system and device of the present invention can be between about 1 μm and about 10 μm, or the MMAD can be between about 1 μm and about of 5 μm. The MMAD of droplets can be 3 μm or less. The desired droplet size of droplets generated by the smoking device of the present invention can be any MMAD described above. The desired droplet size (MMAD) can be 3 μm or less.

[0027] O sistema de controle do dispositivo de fumar pode ser configurado para operar o aquecedor para aquecer o substrato formador de aerossol líquido até uma temperatura predeterminada, preferencialmente aquecendo pelo menos uma porção do atomizador de SAW até uma temperatura predeterminada. A temperatura predeterminada pode estar acima da temperatura ambiente. A temperatura predeterminada pode estar acima da temperatura local. Isso pode reduzir a viscosidade bem como a tensão superficial do substrato formador de aerossol em comparação com a viscosidade do substrato formador de aerossol que não foi aquecido. Isso pode aumentar a taxa de atomização e pode facilitar a geração de um aerossol com tamanhos de gotícula desejáveis. Isso pode reduzir a sensibilidade do sistema a flutuações na temperatura ambiente. A temperatura predeterminada pode estar abaixo da temperatura de vaporização ou menor do que o ponto de ebulição do substrato formador de aerossol líquido. A temperatura predeterminada pode ser dentre 18 graus Celsius e 80 graus Celsius, ou entre 30 graus Celsius e 60 graus Celsius ou entre 35 graus Celsius e 45 graus Celsius. A temperatura predeterminada pode ser dentre 20 graus Celsius e 30 graus Celsius, 30 graus Celsius e 40 graus Celsius, 40 graus Celsius e 50 graus Celsius, 50 graus Celsius e 60 graus Celsius e 60 graus Celsius e 70 graus Celsius ou 70 graus Celsius e 80 graus Celsius. Preferencialmente, uma temperatura predeterminada de uma porção aquecida do atomizador de SAW corresponde à temperatura predeterminada do substrato formador de aerossol líquido na região de atomização.[0027] The smoking device control system may be configured to operate the heater to heat the liquid aerosol-forming substrate to a predetermined temperature, preferably heating at least a portion of the SAW atomizer to a predetermined temperature. The preset temperature may be above room temperature. The predetermined temperature may be above the local temperature. This can reduce the viscosity as well as the surface tension of the aerosol-forming substrate compared to the viscosity of the aerosol-forming substrate that has not been heated. This can increase the atomization rate and can facilitate the generation of an aerosol with desirable droplet sizes. This may reduce the system's sensitivity to fluctuations in ambient temperature. The predetermined temperature may be below the vaporization temperature or lower than the boiling point of the liquid aerosol-forming substrate. The predetermined temperature can be between 18 degrees Celsius and 80 degrees Celsius, or between 30 degrees Celsius and 60 degrees Celsius, or between 35 degrees Celsius and 45 degrees Celsius. The predetermined temperature can be between 20 degrees Celsius and 30 degrees Celsius, 30 degrees Celsius and 40 degrees Celsius, 40 degrees Celsius and 50 degrees Celsius, 50 degrees Celsius and 60 degrees Celsius and 60 degrees Celsius and 70 degrees Celsius or 70 degrees Celsius and 80 degrees Celsius. Preferably, a predetermined temperature of a heated portion of the SAW atomizer corresponds to the predetermined temperature of the liquid aerosol-forming substrate in the atomization region.

[0028] Como usado neste documento, a termo "temperatura ambiente" refere-se à temperatura do ar do ambiente ao redor de onde o sistema ou dispositivo gerador de aerossol é usado. A temperatura ambiente normalmente corresponde a uma temperatura entre cerca de 10 graus Celsius e 35 graus Celsius. Como utilizado neste documento, o termo "temperatura local" refere-se a uma temperatura ambiente e pressão padrões, tipicamente uma temperatura de cerca de 25 graus Celsius e uma pressão absoluta de cerca de 100 kPa (1 atm).[0028] As used herein, the term "ambient temperature" refers to the temperature of the air in the environment surrounding where the aerosol generating system or device is used. Ambient temperature typically corresponds to a temperature between about 10 degrees Celsius and 35 degrees Celsius. As used herein, the term "local temperature" refers to a standard ambient temperature and pressure, typically a temperature of about 25 degrees Celsius and an absolute pressure of about 100 kPa (1 atm).

[0029] O sistema de controle configurado para operar o aquecedor pode estar integrado ao ou separado do sistema de controle do dispositivo de fumar.[0029] The control system configured to operate the heater may be integrated with or separate from the smoking device control system.

[0030] O sistema de controle pode compreender ainda circuitos elétricos conectados ao aquecedor e a uma fonte de energia elétrica. Os circuitos elétricos podem ser configurados para monitorar a resistência elétrica do aquecedor e controlar o fornecimento de potência para o aquecedor dependendo da resistência elétrica do aquecedor. Os circuitos elétricos podem compreender um microprocessador, que pode ser um microprocessador programável. Os circuitos elétricos podem incluir mais componentes eletrônicos. Os circuitos elétricos podem ser configurados para regular um fornecimento de energia ao aquecedor. A potência pode ser fornecida para o aquecedor continuamente após a ativação do sistema ou pode ser fornecida intermitentemente, como com base em tragada a tragada. A potência pode ser fornecida ao aquecedor na forma de pulsos de corrente elétrica.[0030] The control system may further comprise electrical circuits connected to the heater and an electrical energy source. Electrical circuits can be configured to monitor the electrical resistance of the heater and control the delivery of power to the heater depending on the electrical resistance of the heater. The electrical circuits may comprise a microprocessor, which may be a programmable microprocessor. Electrical circuits may include more electronic components. Electrical circuits can be configured to regulate a power supply to the heater. Power may be supplied to the heater continuously after system activation or may be supplied intermittently, such as on a puff-by-puff basis. Power can be supplied to the heater in the form of pulses of electrical current.

[0031] O aquecedor pode ser disposto em uma superfície de atomizador de SAW, preferencialmente próximo à região de atomização, ou em frente à região de atomização. Por exemplo, o aquecedor pode ser disposto em uma mesma superfície do atomizador de SAW que a região de atomização. Tal disposição permite contato físico direto ou próximo do aquecedor e do substrato formador de aerossol líquido a ser aquecido, em particular próximo da região de atomização. Um aquecedor pode, por exemplo, circundar ou parcialmente circunda o substrato formador de aerossol na região de atomização.[0031] The heater can be arranged on a SAW atomizer surface, preferably close to the atomization region, or in front of the atomization region. For example, the heater can be arranged on the same surface of the SAW atomizer as the atomization region. Such an arrangement allows direct or close physical contact of the heater and the liquid aerosol-forming substrate to be heated, in particular close to the atomization region. A heater may, for example, surround or partially surround the aerosol-forming substrate in the atomization region.

[0032] Em disposições em que o aquecedor é disposto em uma superfície do atomizador de SAW em frente à região de atomização, um fornecimento de substrato formador de aerossol para a região de atomização não é alterado pela presença do aquecedor. Além disso, o aquecedor pode ser disposto em uma posição da região de atomização, mas à frente de um substrato de atomizador de SAW. O tamanho do aquecedor pode corresponder ao tamanho do atomizador de SAW. O tamanho do aquecedor pode ser limitado ao tamanho da região de atomização. O tamanho do aquecedor pode pelo menos corresponder ao tamanho da região de atomização. A posição do aquecedor pode ser deslocada na direção de um elemento de abastecimento. Isso permite aquecer o líquido antes do líquido chegar à região de atomização. Preferencialmente, o calor do aquecedor é transferido através do substrato do atomizador de SAW por condução de calor.[0032] In arrangements where the heater is disposed on a surface of the SAW atomizer in front of the atomization region, a supply of aerosol-forming substrate to the atomization region is not altered by the presence of the heater. Furthermore, the heater may be disposed at a position in the atomization region, but in front of a SAW atomizer substrate. The size of the heater can match the size of the SAW atomizer. The size of the heater may be limited to the size of the atomization region. The size of the heater can at least match the size of the atomization region. The position of the heater can be moved in the direction of a supply element. This allows the liquid to be heated before the liquid reaches the atomization region. Preferably, heat from the heater is transferred through the substrate of the SAW atomizer by heat conduction.

[0033] As posições do aquecedor conforme descrito podem melhorar a transferência de calor entre o aquecedor e o substrato formador de aerossol líquido no atomizador de SAW.[0033] Heater positions as described can improve heat transfer between the heater and the liquid aerosol-forming substrate in the SAW atomizer.

[0034] O aquecedor pode ser um aquecedor separado anexado ao atomizador de SAW ou disposto ao lado ou perto do atomizador de SAW.[0034] The heater may be a separate heater attached to the SAW atomizer or disposed beside or near the SAW atomizer.

[0035] O aquecedor pode estar integrado ao atomizador de SAW. Isso pode reduzir o número de componentes do dispositivo e facilitar uma fabricação simples.[0035] The heater may be integrated into the SAW atomizer. This can reduce the number of device components and facilitate simple fabrication.

[0036] Preferencialmente, o aquecedor está em uma relação condutora de calor com o atomizador de SAW.[0036] Preferably, the heater is in a heat-conducting relationship with the SAW atomizer.

[0037] O aquecedor também pode ser disposto sobre ou dentro do compartimento da porção de armazenamento de líquido. O substrato formador de aerossol líquido estará, então, a uma temperatura elevada quando for fornecido pela porção de armazenamento de líquido ao atomizador de SAW.[0037] The heater may also be disposed on or within the compartment of the liquid storage portion. The liquid aerosol-forming substrate will then be at an elevated temperature when supplied by the liquid storage portion to the SAW atomizer.

[0038] O aquecedor pode ser qualquer aquecedor adequado capaz de aquecer um substrato formador de aerossol líquido. O aquecedor pode ser um aquecedor eletricamente operado. O aquecedor pode ser um aquecedor resistivo. O aquecedor pode compreender meios de aquecimento indutivo. O aquecedor pode ser substancialmente plano, de modo a permitir a fabricação simples. Como usado neste documento, "substancialmente plano" significa formado em um único plano e não envolvido ou de outra forma conformado para ajustar a uma forma curva ou não plana. Um aquecedor plano pode ser facilmente manuseado durante a fabricação e fornecer uma construção robusta.[0038] The heater may be any suitable heater capable of heating a liquid aerosol-forming substrate. The heater may be an electrically operated heater. The heater may be a resistive heater. The heater may comprise inductive heating means. The heater may be substantially flat to permit simple fabrication. As used herein, "substantially flat" means formed in a single plane and not wrapped or otherwise shaped to fit a curved or non-planar shape. A flat heater can be easily handled during manufacturing and provides a sturdy construction.

[0039] O aquecedor pode compreender uma ou mais faixas eletricamente condutivas sobre um substrato eletricamente isolado. O substrato eletricamente isolado pode compreender qualquer material apropriado e pode ser um material capaz de tolerar altas temperaturas (superiores a 150 graus Celsius) e mudanças rápidas de temperatura. Um exemplo de um material apropriado é uma película de poli-imida, como Kapton®.[0039] The heater may comprise one or more electrically conductive strips on an electrically insulated substrate. The electrically insulated substrate may comprise any suitable material and may be a material capable of tolerating high temperatures (greater than 150 degrees Celsius) and rapid temperature changes. An example of a suitable material is a polyimide film, such as Kapton®.

[0040] O sistema de controle configurado para operar o aquecedor ou o atomizador de SAW ou ambos podem compreender um sensor de temperatura, para detectar a temperatura ambiente. O sistema de controle pode incluir um sensor de temperatura no atomizador de SAW, para detectar a temperatura do substrato formador de aerossol líquido na região de atomização. Um ou mais sensores de temperatura podem estar em comunicação com os componentes eletrônicos de controle do dispositivo gerador de aerossol para permitir que os componentes eletrônicos de controle mantenham a temperatura do substrato formador de aerossol líquido à temperatura predeterminada. Um ou mais sensores de temperatura podem ser um termopar ou um sensor de temperatura resistivo. O aquecedor pode ser usado para fornecer informações relacionadas à temperatura. As propriedades resistivas dependentes da temperatura do aquecedor podem ser conhecidas e usadas para determinar a temperatura do pelo menos um aquecedor de uma forma conhecida pelos versados na técnica.[0040] The control system configured to operate the heater or the SAW atomizer or both may comprise a temperature sensor, to detect the ambient temperature. The control system may include a temperature sensor in the SAW atomizer to detect the temperature of the liquid aerosol-forming substrate in the atomization region. One or more temperature sensors may be in communication with the control electronics of the aerosol generating device to allow the control electronics to maintain the temperature of the liquid aerosol-forming substrate at the predetermined temperature. The one or more temperature sensors may be a thermocouple or a resistive temperature sensor. The heater can be used to provide temperature-related information. The temperature-dependent resistive properties of the heater can be known and used to determine the temperature of the at least one heater in a manner known to those skilled in the art.

[0041] No dispositivo de fumar, de acordo com a invenção, uma porção do elemento de abastecimento pode ser disposta de maneira adjacente à região de atomização do atomizador de SAW, enquanto outra porção do elemento de abastecimento pode ser conectável fluidamente à porção de armazenamento de líquido. A porção do elemento de abastecimento disposta de maneira adjacente à região de atomização pode estender-se até a região de atomização. Em um estado pronto para uso do dispositivo de fumar, o elemento de abastecimento pode permitir o transporte de substrato formador de aerossol líquido de uma porção de armazenamento de líquido, por exemplo, de dentro de um cartucho, para a região de atomização. Desse modo, a outra porção do elemento de abastecimento pode ser diretamente conectada à porção de armazenamento de líquido, por exemplo, sendo inserida ou disposta de maneira adjacente a um conteúdo da porção de armazenamento de líquido. Contudo, o substrato formador de aerossol pode também ser transportado para fora da porção de armazenamento de líquido, por exemplo, por uma passagem de líquido e estar em conexão fluida com a outra porção do elemento de abastecimento mais a jusante de um transporte de líquido a partir da porção de armazenamento para o atomizador de SAW. Uma separação do transporte de líquido pode aumentar a variabilidade e otimização nos meios de transporte de líquido a partir da porção de armazenamento de líquido para o atomizador de SAW. Em particular, um elemento de abastecimento para fornecer substrato formador de aerossol líquido ao atomizador de SAW pode ser otimizado para fornecimento de líquido para e distribuição pela região de atomização. Por outro lado, o transporte de líquido para fora da porção de armazenamento de líquido pode ser otimizado.[0041] In the smoking device according to the invention, a portion of the supply element may be disposed adjacent to the atomization region of the SAW atomizer, while another portion of the supply element may be fluidly connectable to the storage portion of liquid. The portion of the supply element disposed adjacent to the atomization region may extend into the atomization region. In a ready-to-use state of the smoking device, the supply element may enable transportation of liquid aerosol-forming substrate from a liquid storage portion, for example, from within a cartridge, to the atomization region. Thereby, the other portion of the supply element may be directly connected to the liquid storage portion, for example, by being inserted into or disposed adjacent to a contents of the liquid storage portion. However, the aerosol-forming substrate may also be transported out of the liquid storage portion, for example, by a liquid passage, and be in fluid connection with the other portion of the supply element further downstream of a liquid conveyor. from the storage portion to the SAW atomizer. A separation of liquid transport can increase variability and optimization in the means of liquid transport from the liquid storage portion to the SAW atomizer. In particular, a supply element for supplying liquid aerosol-forming substrate to the SAW atomizer may be optimized for supplying liquid to and distributing through the atomization region. On the other hand, the transport of liquid out of the liquid storage portion can be optimized.

[0042] O elemento de abastecimento pode ser, mas não está limitado a um elemento capilar, como por exemplo, um pavio ou uma tira de papel, um capilar ou um elemento penetrante para penetrar um cartucho contendo o substrato formador de aerossol líquido.[0042] The supply element may be, but is not limited to, a capillary element, such as a wick or a strip of paper, a capillary or a penetrating element for penetrating a cartridge containing the liquid aerosol-forming substrate.

[0043] Preferencialmente, o elemento de abastecimento é um elemento capilar com uma ação capilar sobre o substrato formador de aerossol líquido. Preferencialmente, o elemento de abastecimento sob a forma de um elemento capilar permite ao substrato formador de aerossol líquido ser fornecido à região de atomização do atomizador de SAW. O elemento capilar consiste em, ou compreende material de modo que o substrato formador de aerossol líquido seja transferido por efeito capilar. Um material capilar é um material que ativamente transporta o líquido de uma extremidade do material a uma outra. O material capilar é vantajosamente orientado no dispositivo para transportar substrato formador de aerossol líquido para a região de atomização na superfície do atomizador de SAW. O material capilar pode ter uma estrutura fibrosa ou pode ter uma estrutura esponjosa. O material capilar pode compreender um feixe de capilares, uma pluralidade de fibras, uma pluralidade de fios, ou pode compreender tubos de diâmetro delgado. O material capilar pode compreender uma combinação de fibras, fios e tubos de diâmetro delgado. As fibras, fios e tubos de diâmetro delgado podem geralmente ser alinhados para transportar o líquido para o atomizador de SAW. O material capilar pode compreender um material semelhante a esponja ou pode compreender semelhante a espuma. A estrutura do material capilar pode formar uma pluralidade de pequenos cilindros ou tubos, através dos quais o líquido pode ser transportado por meio de ação capilar.[0043] Preferably, the supply element is a capillary element with a capillary action on the liquid aerosol-forming substrate. Preferably, the supply element in the form of a capillary element allows the liquid aerosol-forming substrate to be supplied to the atomization region of the SAW atomizer. The capillary element consists of, or comprises material such that the liquid aerosol-forming substrate is transferred by capillary effect. A capillary material is a material that actively transports liquid from one end of the material to the other. The capillary material is advantageously oriented in the device to transport liquid aerosol-forming substrate to the atomization region on the surface of the SAW atomizer. The capillary material may have a fibrous structure or may have a spongy structure. The capillary material may comprise a bundle of capillaries, a plurality of fibers, a plurality of threads, or may comprise thin diameter tubes. The capillary material may comprise a combination of fibers, wires and small diameter tubes. The fibers, wires and thin diameter tubes can generally be aligned to transport the liquid to the SAW atomizer. The capillary material may comprise a sponge-like material or may comprise foam-like material. The structure of the capillary material can form a plurality of small cylinders or tubes, through which the liquid can be transported through capillary action.

[0044] O material capilar pode compreender qualquer material adequado ou combinação de materiais adequados. Exemplos de materiais adequados são um material de esponja ou espuma, ou materiais com base em cerâmica, papel ou grafite na forma de fibras ou pós sinterizados, metal espumado ou materiais plásticos, um material laminado, um material fibroso, por exemplo, feito fibras extrudadas ou tecidas, como acetato de celulose, poliéster ou poliolefina ligada, polietileno, fibras de terileno ou polipropileno, fibras de náilon ou cerâmica. O material capilar pode ser baseado em papel. O material capilar pode ter qualquer capilaridade e porosidade adequadas para ser usadas com propriedades físicas líquidas diferentes.[0044] The capillary material may comprise any suitable material or combination of suitable materials. Examples of suitable materials are a sponge or foam material, or materials based on ceramic, paper or graphite in the form of sintered fibers or powders, foamed metal or plastic materials, a laminated material, a fibrous material, e.g. made from extruded fibers. or woven, such as cellulose acetate, polyester or bonded polyolefin, polyethylene, terylene or polypropylene fibers, nylon or ceramic fibers. The capillary material can be paper-based. The capillary material may have any capillarity and porosity suitable for use with different liquid physical properties.

[0045] O substrato formador de aerossol líquido tem propriedades físicas, incluindo, mas não limitadas a viscosidade, tensão superficial, densidade, condutividade térmica e ponto de ebulição, que permitem que o líquido seja transportado através do material capilar do elemento capilar por ação capilar. O elemento capilar pode ser configurado para transportar o substrato formador de aerossol líquido para a região de atomização do atomizador de SAW. O elemento capilar está sob a forma de uma folha. Algum material capilar, tal como por exemplo, material de pavio com base em papel, pode adicionalmente ter a capacidade de filtrar contaminantes do líquido, assim, dando suporte à atomização do substrato formador de aerossol líquido puro.[0045] The liquid aerosol-forming substrate has physical properties, including but not limited to viscosity, surface tension, density, thermal conductivity and boiling point, that allow the liquid to be transported through the capillary material of the capillary element by capillary action . The capillary element may be configured to transport the liquid aerosol-forming substrate to the atomization region of the SAW atomizer. The capillary element is in the form of a sheet. Some capillary material, such as, for example, paper-based wick material, may additionally have the ability to filter contaminants from the liquid, thereby supporting atomization of the pure liquid aerosol-forming substrate.

[0046] O elemento de abastecimento pode ser um elemento separado ou pode ser parte do atomizador de SAW. Preferencialmente, o elemento de abastecimento é parte, por exemplo, integrante do atomizador de SAW.[0046] The supply element may be a separate element or may be part of the SAW atomizer. Preferably, the supply element is, for example, an integral part of the SAW atomizer.

[0047] O elemento de abastecimento pode ser um elemento de pavio conhecido na técnica que use efeitos capilares para transportar um líquido. O elemento de abastecimento também pode usar, por exemplo, o efeito Venturi, para transportar líquido para a região de atomização. O elemento de abastecimento pode, por exemplo, ser microcanais integrados em um substrato de um atomizador de SAW, ou qualquer combinação dos elementos de abastecimento acima mencionados.[0047] The supply element may be a wick element known in the art that uses capillary effects to transport a liquid. The supply element may also use, for example, the Venturi effect, to transport liquid to the atomization region. The supply element may, for example, be microchannels integrated into a substrate of a SAW atomizer, or any combination of the aforementioned supply elements.

[0048] O atomizador de SAW pode compreender pelo menos um transdutor piezelétrico. O atomizador de SAW pode compreender pelo menos um transdutor interdigital. O transdutor piezelétrico pode preferencialmente compreender um material monocristalinos, mas também pode compreender um material policristalino. O transdutor piezelétrico pode compreender quartzo, cerâmica, titanato de bário (BaTiO3), lítio niobato (LiNbO3). A cerâmica pode compreender titanato de zirconato de chumbo (PZT). A cerâmica pode incluir materiais de dopagem tais como íons de Ni, Bi, La, Nd ou Nb. O transdutor piezelétrico pode ser polarizado. O transdutor piezelétrico pode não ser polarizado. O transdutor piezelétrico pode compreender materiais piezelétricos polarizados e não polarizados.[0048] The SAW atomizer may comprise at least one piezoelectric transducer. The SAW atomizer may comprise at least one interdigital transducer. The piezoelectric transducer may preferably comprise a monocrystalline material, but may also comprise a polycrystalline material. The piezoelectric transducer may comprise quartz, ceramic, barium titanate (BaTiO3), lithium niobate (LiNbO3). The ceramic may comprise lead zirconate titanate (PZT). The ceramic may include doping materials such as Ni, Bi, La, Nd or Nb ions. The piezoelectric transducer can be polarized. The piezoelectric transducer may not be polarized. The piezoelectric transducer may comprise polarized and non-polarized piezoelectric materials.

[0049] O atomizador de SAW pode compreender um transdutor para gerar ondas acústicas superficiais. O atomizador de SAW pode compreender mais de um transdutor para gerar ondas acústicas superficiais. Os transdutores que geram ondas acústicas superficiais são chamados de transdutores de entrada. Transdutores de entrada recebem um sinal elétrico e geram ondas acústicas superficiais de acordo com o sinal de entrada. Mais de um transdutor de entrada pode gerar ondas acústicas superficiais para interferirem umas com as outras, preferencialmente, interferir de maneira positiva para acentuar a entrada de energia na região de atomização. Um transdutor de entrada adicional pode ser usado para centralizar o líquido na região de atomização ou geralmente para centralizar o líquido em uma pequena zona.[0049] The SAW atomizer may comprise a transducer for generating surface acoustic waves. The SAW atomizer may comprise more than one transducer to generate surface acoustic waves. Transducers that generate surface acoustic waves are called input transducers. Input transducers receive an electrical signal and generate surface acoustic waves in accordance with the input signal. More than one input transducer can generate surface acoustic waves to interfere with each other, preferably, interfere in a positive way to accentuate the energy input into the atomization region. An additional input transducer can be used to center the liquid in the atomization region or generally to center the liquid in a small zone.

[0050] O atomizador de SAW compreende mais de um transdutor. Pelo menos um dentre os mais do que um transdutor é utilizado para gerar um sinal elétrico.[0050] The SAW atomizer comprises more than one transducer. At least one of more than one transducer is used to generate an electrical signal.

[0051] Os transdutores que geram um sinal elétrico são chamados transdutores de saída. Um transdutor de saída converte as ondas acústicas superficiais em um sinal de saída. As ondas acústicas superficiais recebidas pelo transdutor de saída foram geradas pelo menos um transdutor de entrada e se propagaram ao longo da região de atomização do atomizador de SAW até o transdutor de saída. O sinal de saída compreende as informações em processos físicos na região da atomização, por exemplo, em uma quantidade de líquido presente na região da atomização. Assim, o atomizador de SAW é usado como um sensor de SAW que obtenha informações sobre o processo de atomização. Essas informações são usadas para controlar o processo de atomização. As informações do sensor são utilizadas no sistema de controle controlando a operação do atomizador de SAW. As informações do sensor podem também ser usadas para, por exemplo, controlar um aquecedor. O controle do processo de atomização pode, por exemplo, ser alcançado ao ajustar a energia fornecida ao atomizador de SAW.[0051] Transducers that generate an electrical signal are called output transducers. An output transducer converts surface acoustic waves into an output signal. The surface acoustic waves received by the output transducer were generated by at least one input transducer and propagated along the atomization region of the SAW atomizer to the output transducer. The output signal comprises information on physical processes in the atomization region, for example, on an amount of liquid present in the atomization region. Thus, the SAW atomizer is used as a SAW sensor that obtains information about the atomization process. This information is used to control the atomization process. The sensor information is used in the control system controlling the operation of the SAW atomizer. The sensor information can also be used to, for example, control a heater. Control of the atomization process can, for example, be achieved by adjusting the power supplied to the SAW atomizer.

[0052] O atomizador de SAW compreende pelo menos um transdutor de saída. Pelo menos um transdutor de saída é utilizado para gerar um sinal elétrico representativo das informações físicas da região de atomização. O atomizador de SAW pode compreender um transdutor de saída adicional para gerar mais ondas acústicas superficiais.[0052] The SAW atomizer comprises at least one output transducer. At least one output transducer is used to generate an electrical signal representative of the physical information of the atomization region. The SAW atomizer may comprise an additional output transducer to generate more surface acoustic waves.

[0053] Se dois transdutores estiverem presentes, preferencialmente, os dois transdutores estarão dispostos em frente um do outro com a região de atomização disposta entre os dois transdutores. Um primeiro dos dois transdutores é um transdutor de entrada. Um segundo dos dois transdutores é um transdutor de saída.[0053] If two transducers are present, preferably, the two transducers will be arranged in front of each other with the atomization region arranged between the two transducers. A first of the two transducers is an input transducer. A second of the two transducers is an output transducer.

[0054] No dispositivo de fumar, de acordo com a invenção, a porção de armazenamento de líquido, o atomizador de SAW e o elemento de abastecimento podem formar partes de um cartucho. Um cartucho incluindo ou excluindo um atomizador de SAW e um elemento de abastecimento pode ser pré-fabricado. O cartucho pode ser removível, substituível, reutilizável ou descartável. O cartucho pode ser recarregado com substrato formador de aerossol líquido. Com uma porção de armazenamento de líquido recarregável ou, em particular, com um cartucho substituível, o dispositivo de fumar se torna reutilizável. Preferencialmente, o cartucho não é recarregável e é substituído após cada u.[0054] In the smoking device according to the invention, the liquid storage portion, the SAW atomizer and the supply element can form parts of a cartridge. A cartridge including or excluding a SAW atomizer and a supply element may be prefabricated. The cartridge may be removable, replaceable, reusable or disposable. The cartridge can be refilled with liquid aerosol-forming substrate. With a refillable liquid storage portion or, in particular, with a replaceable cartridge, the smoking device becomes reusable. Preferably, the cartridge is non-refillable and is replaced after each use.

[0055] O compartimento do dispositivo pode compreender uma cavidade para receber o cartucho.[0055] The device housing may comprise a cavity for receiving the cartridge.

[0056] O cartucho pode ser acoplado de maneira removível ao dispositivo gerador de aerossol. O cartucho pode ser removido do dispositivo gerador de aerossol quando o substrato formador de aerossol tiver sido consumido. Como usado neste documento, o termo "acoplado de maneira removível" é usado para denotar que o cartucho e o dispositivo podem ser acoplados e desacoplados um do outro sem danificar significativamente o dispositivo ou o cartucho.[0056] The cartridge can be removably coupled to the aerosol generating device. The cartridge may be removed from the aerosol-generating device when the aerosol-forming substrate has been consumed. As used herein, the term "removably coupled" is used to denote that the cartridge and the device can be coupled and uncoupled from each other without significantly damaging the device or the cartridge.

[0057] O cartucho pode ser fabricado a baixo custo, de forma confiável e repetitiva. O cartucho pode ter um projeto simples. O cartucho pode ter um compartimento dentro do qual um substrato formador de aerossol é retido.[0057] The cartridge can be manufactured at low cost, reliably and repeatably. The cartridge may have a simple design. The cartridge may have a compartment within which an aerosol-forming substrate is retained.

[0058] O cartucho pode incluir um material de retenção de líquido retendo líquido formador de aerossol. O cartucho pode ser um sistema de tanque cheio com líquido.[0058] The cartridge may include a liquid retention material retaining aerosol-forming liquid. The cartridge may be a liquid-filled tank system.

[0059] O compartimento do cartucho pode ser um compartimento rígido. Como usado neste documento "compartimento rígido" significa um compartimento que é autossuportado. O compartimento pode compreender um material impermeável.[0059] The cartridge compartment may be a rigid compartment. As used herein "rigid enclosure" means a enclosure that is self-supporting. The compartment may comprise an impermeable material.

[0060] O cartucho pode compreender uma tampa. A tampa pode ser aberta antes de acoplar o cartucho ao dispositivo gerador de aerossol. A tampa pode ser penetrável, por exemplo, pelo elemento de abastecimento.[0060] The cartridge may comprise a lid. The lid can be opened before attaching the cartridge to the aerosol generating device. The lid may be penetrable, for example, by the filling element.

[0061] Um cartucho compreendendo um elemento de abastecimento e um atomizador de SAW permite um processo de atomização totalmente renovado toda vez que um cartucho for substituído. Os depósitos ou resíduos no elemento de abastecimento ou no atomizador de SAW podem ser removidos após substituir um cartucho. O atomizador de SAW incluindo um elemento de abastecimento também pode ser reutilizável e, preferencialmente, elementos montados de maneira fixa do dispositivo de fumar. Desse modo, podem ser reduzidos os custos de material e os desperdícios.[0061] A cartridge comprising a supply element and a SAW atomizer allows for a completely renewed atomization process every time a cartridge is replaced. Deposits or residue on the SAW supply element or atomizer can be removed after replacing a cartridge. The SAW atomizer including a supply element may also be reusable and preferably fixedly mounted elements of the smoking device. This way, material costs and waste can be reduced.

[0062] De acordo com outro aspecto da invenção, é fornecido um método para gerar um aerossol em um sistema para fumar. O método compreende fornecer um atomizador de ondas acústicas superficiais (atomizador de SAW) compreendendo uma região de atomização, pelo menos um transdutor de entrada e pelo menos um segundo transdutor de saída. O método compreende ainda a etapa de fornecer um substrato formador de aerossol líquido à região de atomização do atomizador de SAW e operar o atomizador de SAW, gerando, assim, ondas acústicas superficiais com o pelo menos um transdutor de entrada, tais ondas acústicas superficiais se propagam ao longo de uma superfície do atomizador de SAW até a região de atomização e até o substrato formador de aerossol líquido na região de atomização, atomizando, assim, o substrato formador de aerossol líquido e gerando o aerossol. O método compreende ainda as etapas de converter, usando o pelo menos um transdutor de saída, as ondas acústicas superficiais em sinais elétricos que representam as informações físicas da região de atomização, emitindo o sinal elétrico por pelo menos um transdutor de saída; e usando o sinal elétrico para controlar a operação do atomizador de SAW. O método pode ser realizado usando um dispositivo de fumar, um sistema para fumar e um cartucho de acordo com outros aspectos da invenção.[0062] According to another aspect of the invention, a method for generating an aerosol in a smoking system is provided. The method comprises providing a surface acoustic wave atomizer (SAW atomizer) comprising an atomization region, at least one input transducer and at least one second output transducer. The method further comprises the step of providing a liquid aerosol-forming substrate to the atomization region of the SAW atomizer and operating the SAW atomizer, thereby generating surface acoustic waves with the at least one input transducer, such surface acoustic waves being propagate along a surface of the SAW atomizer to the atomization region and to the liquid aerosol-forming substrate in the atomization region, thereby atomizing the liquid aerosol-forming substrate and generating the aerosol. The method further comprises the steps of converting, using the at least one output transducer, the surface acoustic waves into electrical signals representing the physical information of the atomization region, emitting the electrical signal through at least one output transducer; and using the electrical signal to control the operation of the SAW atomizer. The method can be carried out using a smoking device, a smoking system and a cartridge in accordance with other aspects of the invention.

[0063] O método pode ter todas as vantagens descritas em relação ao outro aspecto da invenção. Os recursos do a tomizador de SAW, como por exemplo, os modos de operação, do elemento de abastecimento, como por exemplo, sua disposição e construção, do aquecedor, como, por exemplo, as temperaturas predeterminadas podem ser as mesmas que as descritas em relação a outros aspectos da presente invenção.[0063] The method can have all the advantages described in relation to the other aspect of the invention. The features of the SAW atomizer, such as modes of operation, of the supply element, such as its arrangement and construction, of the heater, such as predetermined temperatures, may be the same as those described in with respect to other aspects of the present invention.

[0064] O método pode incluir a etapa de conectar fluidamente uma porção de armazenamento de líquido, por exemplo, um cartucho, compreendendo o substrato formador de aerossol líquido, à região de atomização do atomizador de SAW.[0064] The method may include the step of fluidly connecting a liquid storage portion, for example, a cartridge, comprising the liquid aerosol-forming substrate, to the atomization region of the SAW atomizer.

[0065] O método pode compreender a etapa de fornecer um sinal de rádio frequência ao pelo menos um transdutor.[0065] The method may comprise the step of providing a radio frequency signal to the at least one transducer.

[0066] O método pode compreender ainda a etapa de fornecer uma quantidade de substrato formador de aerossol líquido ao atomizador de SAW, a quantidade de líquido correspondendo a uma tragada.[0066] The method may further comprise the step of supplying a quantity of liquid aerosol-forming substrate to the SAW atomizer, the quantity of liquid corresponding to one puff.

[0067] O método pode compreender a etapa de aquecer o substrato formador de aerossol líquido na região de atomização a uma temperatura acima da temperatura local, preferencialmente, antes da atomização. O aquecimento pode ser realizado de modo que o líquido a ser atomizado tenha uma temperatura acima de 50 graus Celsius, por exemplo, uma temperatura entre 50 e 80 graus Celsius.[0067] The method may comprise the step of heating the liquid aerosol-forming substrate in the atomization region to a temperature above the local temperature, preferably, before atomization. Heating can be carried out so that the liquid to be atomized has a temperature above 50 degrees Celsius, for example, a temperature between 50 and 80 degrees Celsius.

[0068] O método de acordo com a invenção compreende a etapa de fornecer ao atomizador de SAW pelo menos um transdutor de saída.[0068] The method according to the invention comprises the step of providing the SAW atomizer with at least one output transducer.

[0069] O método compreende as etapas de saída de um sinal elétrico com o pelo menos um transdutor de saída. O sinal de saída é representante de um processo físico na região de atomização. Tal sinal de saída é utilizado para controlar a operação do atomizador de SAW. Por exemplo, o sinal de saída pode ser usado como sinal de entrada em um sistema de controle para controlar o atomizador de SAW ou um aquecedor.[0069] The method comprises the steps of outputting an electrical signal with at least one output transducer. The output signal is representative of a physical process in the atomization region. Such an output signal is used to control the operation of the SAW atomizer. For example, the output signal can be used as an input signal in a control system to control the SAW atomizer or a heater.

[0070] A etapa de fornecer um atomizador de onda acústica superficial pode compreender fornecer uma pluralidade de transdutores de entrada e a etapa de operar o atomizador de SAW pode ser realizada pela geração de ondas acústicas superficiais com a pluralidade de transdutores de entrada, as ondas acústicas superficiais se propagam ao longo da superfície do atomizador de SAW na região de atomização e no substrato formador de aerossol líquido na região de atomização.[0070] The step of providing a surface acoustic wave atomizer may comprise providing a plurality of input transducers and the step of operating the SAW atomizer may be performed by generating surface acoustic waves with the plurality of input transducers, the waves Surface acoustics propagate along the surface of the SAW atomizer in the atomization region and the liquid aerosol-forming substrate in the atomization region.

[0071] De acordo ainda com outro aspecto da presente invenção, é fornecido um sistema para fumar gerador de aerossol compreendendo um dispositivo de fumar conforme descrito neste documento. O cartucho pode compreender um substrato formador de aerossol líquido. Um elemento de abastecimento está em conexão fluida com o substrato formador de aerossol líquido compreendido em um compartimento de uma porção de armazenamento de líquido do dispositivo de fumar e com uma região de atomização em um atomizador de ondas acústicas superficiais (atomizador de SAW).[0071] In accordance with yet another aspect of the present invention, there is provided an aerosol generating smoking system comprising a smoking device as described herein. The cartridge may comprise a liquid aerosol-forming substrate. A supply element is in fluid connection with the liquid aerosol-forming substrate comprised in a compartment of a liquid storage portion of the smoking device and with an atomization region in a surface acoustic wave atomizer (SAW atomizer).

[0072] O substrato formador de aerossol líquido compreende o pelo menos um formador de aerossol e um aditivo líquido. O formador de aerossol pode ser, por exemplo, propilenoglicol ou glicerina.[0072] The liquid aerosol-forming substrate comprises at least one aerosol former and a liquid additive. The aerosol former may be, for example, propylene glycol or glycerin.

[0073] O substrato formador de aerossol líquido pode compreender água.[0073] The liquid aerosol-forming substrate may comprise water.

[0074] O aditivo líquido pode ser qualquer um ou uma combinação de um aroma líquido ou uma substância estimulante líquida. O aroma liquido pode por exemplo, compreender aroma de tabaco, extrato de tabaco, aroma de frutos ou aroma de café. O aditivo líquido pode, por exemplo, ser um líquido doce como por exemplo, baunilha, caramelo e cacau, um líquido à base de ervas, um líquido picante ou um líquido estimulante contendo, por exemplo, cafeína, taurina, nicotina ou outros agentes estimulantes conhecidos pelo uso na indústria de alimentos.[0074] The liquid additive can be any one or a combination of a liquid aroma or a liquid stimulating substance. The liquid flavor may, for example, comprise tobacco flavor, tobacco extract, fruit flavor or coffee flavor. The liquid additive may, for example, be a sweet liquid such as vanilla, caramel and cocoa, an herbal liquid, a spicy liquid or a stimulating liquid containing, for example, caffeine, taurine, nicotine or other stimulating agents. known for use in the food industry.

[0075] De acordo com ainda outro aspecto da invenção, é fornecido um cartucho para dispositivos de fumar para geração de aerossol. Um cartucho compreende uma porção de armazenamento de líquido compreendendo um compartimento para reter um substrato formador de aerossol líquido. O cartucho compreende ainda um atomizador de ondas acústicas superficiais (atomizador de SAW), que compreenda uma região de atomização, pelo menos um transdutor de entrada para a geração de ondas acústicas superficiais que se propaguem ao longo da superfície do atomizador de SAW, incluindo a região de atomização, e pelo menos um transdutor de saída para converter as ondas acústicas superficiais em sinais elétricos que representam as informações físicas da região de atomização. Um elemento de abastecimento é fornecido e disposto para fornecer substrato formador de aerossol líquido do compartimento da porção de armazenamento de líquido à região de atomização no atomizador de SAW.[0075] According to yet another aspect of the invention, a cartridge for aerosol generating smoking devices is provided. A cartridge comprises a liquid storage portion comprising a compartment for holding a liquid aerosol-forming substrate. The cartridge further comprises a surface acoustic wave atomizer (SAW atomizer), which comprises an atomization region, at least one input transducer for generating surface acoustic waves that propagate along the surface of the SAW atomizer, including the atomization region, and at least one output transducer for converting the surface acoustic waves into electrical signals representing physical information from the atomization region. A supply element is provided and arranged to supply liquid aerosol-forming substrate from the compartment of the liquid storage portion to the atomization region in the SAW atomizer.

[0076] A porção de armazenamento de líquido, o atomizador de SAW, o elemento de abastecimento ou um aquecedor, pode compreender quaisquer recursos ou pode ser disposto em qualquer configuração conforme descrito acima em relação à porção de armazenamento líquido, o atomizador de SAW, o elemento de abastecimento e um aquecedor do dispositivo gerador de aerossol como descrito neste documento. Vantagens e recursos do cartucho foram descritas em relação ao dispositivo de fumar e não serão repetidas.[0076] The liquid storage portion, the SAW atomizer, the supply element or a heater, may comprise any features or may be arranged in any configuration as described above in relation to the liquid storage portion, the SAW atomizer, the supply element and a heater of the aerosol generating device as described herein. Advantages and features of the cartridge have been described in relation to the smoking device and will not be repeated.

[0077] A invenção será descrita a seguir, a título de exemplo somente, tendo como referência os desenhos anexos em que:[0077] The invention will be described below, by way of example only, with reference to the attached drawings in which:

[0078] Figura 1 ilustra esquematicamente um dispositivo gerador de aerossol com um cartucho penetrável e um atomizador de SAW compreendendo um transdutor de focalização;[0078] Figure 1 schematically illustrates an aerosol generating device with a penetrable cartridge and a SAW atomizer comprising a focusing transducer;

[0079] Figura 2 ilustra esquematicamente um dispositivo gerador de aerossol com um atomizador de SAW compreendendo dois transdutores de focalização;[0079] Figure 2 schematically illustrates an aerosol generating device with a SAW atomizer comprising two focusing transducers;

[0080] Figura 3 ilustra esquematicamente um dispositivo gerador de aerossol com um cartucho penetrável e um atomizador de SAW pontiagudo compreendendo um transdutor de focalização;[0080] Figure 3 schematically illustrates an aerosol generating device with a penetrable cartridge and a pointed SAW atomizer comprising a focusing transducer;

[0081] Figura 4 transdutor reto;[0081] Figure 4 straight transducer;

[0082] Figura 5 um refletor;[0082] Figure 5 a reflector;

[0083] Figura 6 compreendendo um mostra mostra mostra um atomizador de SAW com atomizador de SAW da Figura 4 com um atomizador de SAW transdutor reto com um refletor diferente e um elemento de aquecimento adicional;[0083] Figure 6 comprising a show shows a SAW atomizer with SAW atomizer of Figure 4 with a straight transducer SAW atomizer with a different reflector and an additional heating element;

[0084] Figura 7 mostra um atomizador de SAW com um transdutor de focalização;[0084] Figure 7 shows a SAW atomizer with a focusing transducer;

[0085] Figuras 8 e 9 mostram uma vista de cima e um corte transversal (ao longo da linha média A-A) de um atomizador de SAW com um transdutor de focalização, um elemento de aquecimento e um elemento capilar, em que o transdutor de saída não é mostrado;[0085] Figures 8 and 9 show a top view and a cross-section (along the midline A-A) of a SAW atomizer with a focusing transducer, a heating element and a capillary element, wherein the output transducer is not shown;

[0086] Figuras 10 e 11 mostram seções transversais ao longo de linhas médias de modalidades adicionais dos atomizadores de SAW com elementos de aquecimento, em que o transdutor de saída não é mostrado;[0086] Figures 10 and 11 show cross sections along midlines of additional embodiments of SAW atomizers with heating elements, in which the output transducer is not shown;

[0087] Figuras 12 e 13 mostram uma vista de cima e um corte transversal (ao longo da linha média B-B) através de um atomizador de SAW com dois transdutores de focalização, de acordo com a presente invenção;[0087] Figures 12 and 13 show a top view and a cross-section (along the midline B-B) through a SAW atomizer with two focusing transducers, in accordance with the present invention;

[0088] Figuras 14 e 15 mostram uma vista de cima e um corte transversal (ao longo da linha média C-C) através de um atomizador de SAW com um elemento de abastecimento compreendendo microcanais, em que o transdutor de saída não é mostrado;[0088] Figures 14 and 15 show a top view and a cross-section (along the C-C midline) through a SAW atomizer with a supply element comprising microchannels, in which the output transducer is not shown;

[0089] Figuras 16 e 17 mostram uma vista de cima e um corte transversal (ao longo da linha média D-D) através de um atomizador de SAW com um elemento de abastecimento escareado, em que o transdutor de saída não é mostrado;[0089] Figures 16 and 17 show a top view and a cross-section (along the midline D-D) through a SAW atomizer with a countersunk supply element, in which the output transducer is not shown;

[0090] Figura 18 mostra o tratamento superficial de um atomizador de SAW, em que o transdutor de saída não é mostrado.[0090] Figure 18 shows the surface treatment of a SAW atomizer, in which the output transducer is not shown.

[0091] A Figura 1 mostra um dispositivo gerador de aerossol eletrônico compreendendo um compartimento 10 e um bocal 11. O compartimento compreende um cartucho 16 contendo um líquido formador de aerossol, um chip de atomizador de ondas acústicas superficiais (atomizador de SAW) 15, os componentes eletrônicos 14 para operar e controlar o atomizador de SAW e uma bateria 13 fornecendo potência aos componentes eletrônicos 14 e o atomizador de SAW 15. O chip de atomizador de SAW 15 é um chip retangular compreendendo um transdutor interdigital de focalização 20 incluindo um refletor, que será descrito mais detalhadamente abaixo.[0091] Figure 1 shows an electronic aerosol generating device comprising a compartment 10 and a nozzle 11. The compartment comprises a cartridge 16 containing an aerosol-forming liquid, a surface acoustic wave atomizer chip (SAW atomizer) 15, the electronics 14 for operating and controlling the SAW atomizer and a battery 13 providing power to the electronics 14 and the SAW atomizer 15. The SAW atomizer chip 15 is a rectangular chip comprising an interdigital focusing transducer 20 including a reflector , which will be described in more detail below.

[0092] O cartucho de forma cilíndrica 16 está fechado em sua extremidade distal voltada para o chip de atomizador de SAW com um elemento de vedação, por exemplo, uma folha penetrável ou perfurável 160. O elemento de vedação é penetrado por um elemento de abastecimento sob a forma de um elemento capilar pontiagudo 30, por exemplo, uma agulha ou uma tira de papel. A outra extremidade distal do elemento capilar 30 alcança a zona de focalização do transdutor 20 no chip, a zona de focalização correspondendo à região de atomização 40 ou a região de vaporização no chip 15.[0092] The cylindrical shaped cartridge 16 is closed at its distal end facing the SAW atomizer chip with a sealing element, for example, a penetrable or pierceable foil 160. The sealing element is penetrated by a supply element in the form of a pointed capillary element 30, for example, a needle or a strip of paper. The other distal end of the capillary element 30 reaches the focusing zone of the transducer 20 on the chip, the focusing zone corresponding to the atomization region 40 or the vaporization region on the chip 15.

[0093] A Figura 2 mostra outra modalidade de um dispositivo gerador de aerossol eletrônico, em que os mesmos números de referência são usados para os mesmos elementos ou similares. Na Figura 2, o atomizador de SAW 15 compreende dois transdutores interdigitais de focalização 20 dispostos um em frente do outro. A região de atomização 40 situa-se entre os dois transdutores 20.[0093] Figure 2 shows another embodiment of an electronic aerosol generating device, in which the same reference numbers are used for the same or similar elements. In Figure 2, the SAW atomizer 15 comprises two interdigital focusing transducers 20 arranged opposite each other. The atomization region 40 is located between the two transducers 20.

[0094] Ambos os transdutores podem ser operados para gerar ondas acústicas superficiais. Desse modo, a atomização na região de atomização 40 pode ser melhorada ou pode ser necessária menos energia para atingir uma mesma taxa de vaporização. Alternativamente, um dos dois transdutores pode ser operado para fornecer um sinal que represente os efeitos ou condições na região de atomização, por exemplo, uma taxa de vaporização ou presença ou ausência de líquido. O referido sinal pode ser usado nos componentes eletrônicos 14 para controlar e possivelmente adaptar o processo de atomização.[0094] Both transducers can be operated to generate surface acoustic waves. In this way, atomization in the atomization region 40 may be improved or less energy may be required to achieve the same vaporization rate. Alternatively, one of the two transducers may be operated to provide a signal that represents the effects or conditions in the atomization region, for example, a rate of vaporization or the presence or absence of liquid. Said signal can be used in the electronic components 14 to control and possibly adapt the atomization process.

[0095] Na modalidade da Figura 2, a extremidade distal do cartucho 16 é fechada por uma camada de material poroso 161. O material poroso está em contato com um pavio 31, por exemplo, uma tira ou fio de fibras ou tiras de papel, com o pavio 31 estendendo-se do material poroso 161 até a região de atomização 40 no chip 15. Devido à disposição dos dois transdutores 20 ter uma direção de propagação de onda substancialmente perpendicular ao eixo longitudinal do dispositivo, o pavio 31 encontra-se entre os dois transdutores.[0095] In the embodiment of Figure 2, the distal end of the cartridge 16 is closed by a layer of porous material 161. The porous material is in contact with a wick 31, for example, a strip or strand of fibers or strips of paper, with the wick 31 extending from the porous material 161 to the atomization region 40 in the chip 15. Because the arrangement of the two transducers 20 has a wave propagation direction substantially perpendicular to the longitudinal axis of the device, the wick 31 lies between both transducers.

[0096] A Figura 3 mostra ainda outra modalidade de um dispositivo gerador de aerossol eletrônico, semelhante àquele mostrado na Figura 1, em que os mesmos números de referência são usados para os mesmos elementos ou similares. Na Figura 3, o chip de atomizador de SAW 15 compreende uma porção de ponta pontiaguda 150 dando suporte à penetração de uma membrana penetrável 160 do cartucho. Um capilar 32 é disposto para estender-se entre o interior do cartucho 16 e a região de atomização 40 do chip 15. O capilar 32 pode, por exemplo, ser um microcanal.[0096] Figure 3 shows yet another embodiment of an electronic aerosol generating device, similar to that shown in Figure 1, in which the same reference numbers are used for the same or similar elements. In Figure 3, the SAW atomizer chip 15 comprises a pointed tip portion 150 supporting penetration of a penetrable membrane 160 of the cartridge. A capillary 32 is arranged to extend between the interior of the cartridge 16 and the atomization region 40 of the chip 15. The capillary 32 may, for example, be a microchannel.

[0097] Um aquecedor opcional pode ser disposto em cada lado do capilar, na parte superior do capilar ou na parte posterior do chip.[0097] An optional heater can be arranged on each side of the capillary, on the top of the capillary or on the back of the chip.

[0098] As Figuras 4 a 17 mostram diferentes modalidades dos chips atomizadores de SAW 15 e exemplos de disposições e modalidades dos transdutores, elementos capilares e elementos de aquecimento.[0098] Figures 4 to 17 show different embodiments of the SAW 15 atomizing chips and examples of arrangements and embodiments of the transducers, capillary elements and heating elements.

[0099] Na Figura 4, um transdutor interdigital 21 é disposto em uma porção superficial lateral de um substrato piezelétrico. O transdutor 21 compreende uma série de eletrodos de entrelaçamento retilíneo 210 dispostos em paralelo (transdutor reto). A região de atomização 40 é indicada por uma linha pontilhada e é disposta perto do transdutor, mas em uma porção superficial lateral oposta do substrato piezelétrico. Na Figura 5, o mesmo transdutor 21 é dotado de eletrodos refletores 215. Os eletrodos refletores retos 215 são dispostos paralelamente aos eletrodos 210 do transdutor 21 e de maneira adjacente ao lado do transdutor oposto ao lado voltado para a região de atomização 40. Os eletrodos refletores podem refletir ondas acústicas superficiais de volta para a direção de propagação pretendida (ao lado direito da figura). O transdutor 21, por exemplo, pode ter 20 pares de eletrodos e 32 eletrodos refletores 215 dispostos sobre um substrato de LiNbO3. O material do eletrodo pode ser ouro.[0099] In Figure 4, an interdigital transducer 21 is disposed on a lateral surface portion of a piezoelectric substrate. The transducer 21 comprises a series of straight interlacing electrodes 210 arranged in parallel (straight transducer). The atomization region 40 is indicated by a dotted line and is disposed close to the transducer, but on an opposite lateral surface portion of the piezoelectric substrate. In Figure 5, the same transducer 21 is provided with reflective electrodes 215. The straight reflective electrodes 215 are arranged parallel to the electrodes 210 of the transducer 21 and adjacent to the side of the transducer opposite the side facing the atomization region 40. The electrodes Reflectors can reflect surface acoustic waves back to the intended propagation direction (on the right side of the figure). The transducer 21, for example, may have 20 pairs of electrodes and 32 reflective electrodes 215 arranged on a LiNbO3 substrate. The electrode material may be gold.

[00100] O transdutor reto da Figura 6 compreende eletrodos refletores 216 dispostos entre os eletrodos de transdutor 210. Um elemento de aquecimento, por exemplo, um aquecedor resistivo 50 na forma de um circuito impresso, é disposto sobre o substrato em frente à região de atomização 40.[00100] The straight transducer of Figure 6 comprises reflective electrodes 216 arranged between the transducer electrodes 210. A heating element, for example, a resistive heater 50 in the form of a printed circuit, is disposed on the substrate in front of the region of atomization 40.

[00101] A Figura 7 é um exemplo de um transdutor interdigital de focalização 20 com eletrodos curvados e afunilados 211 focalizando as ondas geradas em uma pequena zona de focalização 200 na superfície do substrato. Entre os eletrodos de transdutor 211, os eletrodos refletores curvados 214 são dispostos paralelamente aos eletrodos de transdutor.[00101] Figure 7 is an example of an interdigital focusing transducer 20 with curved and tapered electrodes 211 focusing the waves generated in a small focusing zone 200 on the surface of the substrate. Between the transducer electrodes 211, curved reflector electrodes 214 are arranged parallel to the transducer electrodes.

[00102] A Figura 8 mostra o chip de SAW 15 da Figura 7 com o aquecedor integrado 50 sobre a superfície do chip e um elemento capilar 31 na forma de uma tira, por exemplo, um pavio ou capilar, disposto sobre o aquecedor 50 substancialmente ao longo da direção de propagação das ondas geradas pelo transdutor 21.[00102] Figure 8 shows the SAW chip 15 of Figure 7 with the integrated heater 50 on the surface of the chip and a capillary element 31 in the form of a strip, for example, a wick or capillary, arranged on the heater 50 substantially along the propagation direction of the waves generated by transducer 21.

[00103] A Figura 9 é um corte transversal do chip da Figura 8. O transdutor 20 e o aquecedor 50 são dispostos sobre a mesma superfície, a superfície superior, do substrato piezelétrico 151, por exemplo, um substrato de niobato de lítio. O pavio 31 é disposto parcialmente sobre o aquecedor em contato próximo com o mesmo para dar suporte ao aquecimento do líquido transportado no pavio 31 de um cartucho (não mostrado) à região de atomização disposta entre o transdutor 20 e o aquecedor 50.[00103] Figure 9 is a cross-section of the chip of Figure 8. The transducer 20 and the heater 50 are disposed on the same surface, the upper surface, of the piezoelectric substrate 151, for example, a lithium niobate substrate. The wick 31 is disposed partially over the heater in close contact therewith to support the heating of the liquid carried in the wick 31 from a cartridge (not shown) to the atomization region disposed between the transducer 20 and the heater 50.

[00104] A Figura 10 e a Figura 11 mostram cortes transversais de modalidades adicionais dos chips de SAW 15. Na Figura 10 o aquecedor 50 é disposto do lado oposto, o lado traseiro, do substrato 151. O aquecedor é posicionado para "se estender" até a região de atomização e "se sobrepor" ao pavio 31, no entanto, com o substrato 151 no meio. De modo a reduzir o trajeto pelo qual o calor tem de passar através do substrato para chegar ao líquido no pavio 31 ou na região de atomização, a espessura do substrato piezelétrico pode ser reduzida. Na Figura 11, o transdutor 20 e pavio 31 são dispostos sobre a superfície de uma camada piezelétrica 152, por exemplo, LiNbO3, ZnO, AlN ou outros materiais piezelétricos apropriados para camadas para aplicações de atomizador de SAW. O aquecedor 50 é disposto no lado traseiro da camada 152 na mesma posição descrita e mostrada na Figura 10.[00104] Figure 10 and Figure 11 show cross-sections of additional embodiments of the SAW chips 15. In Figure 10 the heater 50 is disposed on the opposite side, the rear side, of the substrate 151. The heater is positioned to "extend " to the atomization region and "overlaps" the wick 31, however, with the substrate 151 in between. In order to reduce the path by which heat must pass through the substrate to reach the liquid in the wick 31 or in the atomization region, the thickness of the piezoelectric substrate can be reduced. In Figure 11, the transducer 20 and wick 31 are disposed on the surface of a piezoelectric layer 152, e.g., LiNbO3, ZnO, AlN, or other piezoelectric materials suitable for layers for SAW atomizer applications. The heater 50 is disposed on the rear side of the layer 152 in the same position described and shown in Figure 10.

[00105] A camada 152 é disposta em um suporte 153, por exemplo, um substrato feito de vidro, cerâmica, silício ou metal. Por motivos de fabricação, o aquecedor pode ser aplicado ao substrato 153, sendo tal substrato provido com uma camada piezelétrica 152.[00105] The layer 152 is disposed on a support 153, for example, a substrate made of glass, ceramics, silicon or metal. For manufacturing reasons, the heater may be applied to substrate 153, such substrate being provided with a piezoelectric layer 152.

[00106] Embora o aquecedor seja mostrado disposto sobre o chip, o aquecedor também pode ser disposto, por exemplo, ao longo de um material capilar ou um canal entre o chip e um cartucho compreendendo líquido formador de aerossol.[00106] Although the heater is shown disposed over the chip, the heater may also be disposed, for example, along a capillary material or a channel between the chip and a cartridge comprising aerosol-forming liquid.

[00107] Na Figura 12 e Figura 13 dois transdutores de focalização 20 providos de eletrodos refletores são dispostos um em frente ao outro em um substrato piezelétrico 151. Os dois transdutores 20 têm uma zona de focalização comum 200 entre os transdutores. Na zona de focalização 200, o substrato 151 é provido de um orifício de passagem 155 através do qual o líquido formador de aerossol pode ser fornecido à superfície superior do substrato 151. Um elemento capilar 33 é disposto abaixo do substrato 151 para fornecer líquido ao fundo do orifício de passagem 155. Opcionalmente, o orifício de passagem 155 pode ser preenchido com material capilar. Nesta modalidade, a área de atomização 41 está concentrada nas bordas do orifício de passagem 155 na superfície do substrato 151. As bordas afiadas apoiam a formação de uma camada de líquido formador de aerossol bem fina, o que facilita a sua vaporização.[00107] In Figure 12 and Figure 13 two focusing transducers 20 provided with reflective electrodes are arranged opposite each other on a piezoelectric substrate 151. The two transducers 20 have a common focusing zone 200 between the transducers. In the focusing zone 200, the substrate 151 is provided with a through hole 155 through which aerosol-forming liquid can be supplied to the upper surface of the substrate 151. A capillary element 33 is disposed below the substrate 151 to supply liquid to the bottom. of the through hole 155. Optionally, the through hole 155 may be filled with capillary material. In this embodiment, the atomization area 41 is concentrated at the edges of the through hole 155 on the surface of the substrate 151. The sharp edges support the formation of a very thin layer of aerosol-forming liquid, which facilitates its vaporization.

[00108] Na Figura 14 e Figura 15 é fornecido líquido formador de aerossol ao chip por meio de um elemento capilar sob a forma de uma folha de material de pavio 34. A folha 34 estende-se sobre a superfície do substrato 151 e cobre parcialmente uma série de microcanais paralelos 35 fornecidos na superfície do substrato. Os microcanais se estendem até a região de atomização do transdutor reto 21 também disposto sobre a superfície do substrato. No entanto, a área de atomização 41 se concentra sobre as bordas dos microcanais.[00108] In Figure 14 and Figure 15, aerosol-forming liquid is supplied to the chip via a capillary element in the form of a sheet of wick material 34. The sheet 34 extends over the surface of the substrate 151 and partially covers a series of parallel microchannels 35 provided on the surface of the substrate. The microchannels extend to the atomization region of the straight transducer 21 also disposed on the surface of the substrate. However, the atomization area 41 is concentrated on the edges of the microchannels.

[00109] Um resultado semelhante, em que uma região de atomização 41 se concentra em uma borda de substrato 156 também pode ser alcançado por um elemento capilar escareado 36, como mostrado na Figura 16 e Figura 17. Uma porção da superfície do substrato foi removida, por exemplo, por gravura. Nessa porção superficial de nível inferior, um elemento capilar, como por exemplo, uma tira de papel, é disposto nivelado com a borda 156 da porção inferior para permitir que o líquido seja transportado para a borda 156.[00109] A similar result, in which an atomization region 41 focuses on a substrate edge 156 can also be achieved by a countersunk capillary element 36, as shown in Figure 16 and Figure 17. A portion of the substrate surface has been removed , for example, by engraving. In this lower level surface portion, a capillary element, such as a strip of paper, is disposed flush with the edge 156 of the lower portion to allow liquid to be transported to the edge 156.

[00110] Além disso, o tratamento superficial do substrato 151 pode dar suporte à formação de camadas de líquido formador de aerossol delgadas. O tratamento superficial também pode dar suporte a uma localização de tal camada. Por exemplo, e como mostrado na Figura 18, uma região de atomização 40 (indicada por linhas pontilhadas) pode ser tratada a fim de formar uma área hidrofílica, enquanto regiões fora de uma região de atomização recuada podem ser áreas hidrofóbicas 158.[00110] Furthermore, surface treatment of substrate 151 can support the formation of thin aerosol-forming liquid layers. Surface treatment can also support a location of such a layer. For example, and as shown in Figure 18, an atomization region 40 (indicated by dotted lines) may be treated to form a hydrophilic area, while regions outside a recessed atomization region may be hydrophobic areas 158.

[00111] Exemplos de faixas de potência para operar um chip de SAW compreendendo um ou dois transdutores no dispositivo gerador de aerossol de acordo com a invenção são de 5 Watts a 15 Watts, preferencialmente menos de 20 Watts. As distâncias típicas de eletrodos transdutores estão em um intervalo de cerca de 100 micrômetros (transdutores retos), enquanto distâncias de refletores podem estar em um intervalo de cerca de 50 micrômetros.[00111] Examples of power ranges for operating a SAW chip comprising one or two transducers in the aerosol generating device according to the invention are from 5 Watts to 15 Watts, preferably less than 20 Watts. Typical transducer electrode distances are in a range of about 100 micrometers (straight transducers), while reflector distances can be in a range of about 50 micrometers.

[00112] Os tamanhos de chips de SAW retangulares compreendendo dois transdutores são de cerca de 50 mm por 20 mm a 55 mm por 25 mm.[00112] The sizes of rectangular SAW chips comprising two transducers are about 50 mm by 20 mm to 55 mm by 25 mm.

[00113] As composições de líquido formador de aerossol de exemplo eram 40% a 80% de propilenoglicol, 20% de água e 0% a 40% de glicerina. O líquido gerador de aerossol foi aquecido a cerca de 65 graus Celsius. Uma quantidade de cerca de 5 microlitros de tal líquido foi atomizada ou vaporizada em menos de 20 segundos, alcançando uma taxa de vaporização de cerca de ou superior a 0,2 a 0,3 microlitro por segundo.[00113] Example aerosol-forming liquid compositions were 40% to 80% propylene glycol, 20% water and 0% to 40% glycerin. The aerosol-generating liquid was heated to about 65 degrees Celsius. An amount of about 5 microliters of such liquid was atomized or vaporized in less than 20 seconds, achieving a vaporization rate of about or greater than 0.2 to 0.3 microliters per second.

Claims

1. Smoking device for generating aerosol from a liquid aerosol-forming substrate, the smoking device comprising: - a device compartment (10) comprising a liquid storage portion (16) comprising a compartment for retaining a liquid aerosol-forming substrate; - a surface acoustic wave atomizer (SAW atomizer) (15) comprising an atomization region (40), and at least one input transducer (20) for generating surface acoustic waves that propagate along the surface of the atomizer. SAW (15) including the atomization region (40); and - a supply element (30) arranged to supply liquid aerosol-forming substrate from the liquid storage portion (16) to the atomization region (40) in the SAW atomizer (15); characterized by the fact that the SAW atomizer (15) additionally comprises at least one output transducer (20) for converting the surface acoustic waves into an electrical signal representing the physical information of the atomization region (40); and the smoking device further comprises a control system (14) configured to operate the SAW atomizer (15) to atomize the liquid aerosol-forming substrate in the atomization region (40) to generate an aerosol, wherein the control system (14) is configured to control the operation of the SAW atomizer (15) according to the electrical signal.

2. Smoking device according to claim 1, characterized by the fact that at least one of the input and output transducers (20) is an interdigital transducer comprising electrodes arranged on a piezoelectric substrate (151).

3. Smoking device according to claim 1 or 2, characterized in that it further comprises a heater (50) arranged to heat the liquid aerosol-forming substrate.

4. The smoking device of claim 3, wherein the control system (14) is configured to operate the heater (50) to heat the liquid aerosol-forming substrate to a predetermined temperature.

5. Smoking device according to claim 3 or 4, characterized by the fact that the heater (50) is disposed on a surface of the SAW atomizer (15) close to the atomization region (40) or on a surface of the SAW atomizer (15) opposite the atomization region (40).

6. Smoking device according to any one of claims 1 to 5, characterized in that a portion of the supply element (30) is disposed adjacent to the atomization region (40) of the SAW atomizer (15) and another portion of the supply member (30) is fluidly connectable to the liquid storage portion (16).

7. Smoking device according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the supply element (30) is a capillary element with a capillary action for liquid aerosol-forming substrate to be supplied to the atomization region (40) of the SAW atomizer (15).

8. Smoking device according to any one of claims 1 to 7, characterized in that at least one input transducer (20) comprises two or more input transducers for generating surface acoustic waves.

9. Smoking device according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the liquid storage portion (16), the SAW atomizer (15) and the supply element (30) form parts of a cartridge, and wherein the device housing (10) comprises a cavity for receiving the cartridge.

10. An aerosol-generating smoking system comprising a smoking device according to any one of claims 1 to 9 and a liquid aerosol-forming substrate, characterized in that a supply element (30) is in fluid connection with the liquid aerosol-forming substrate comprised in a compartment of a liquid storage portion (16) of the smoking device and with an atomization region (40) in a surface acoustic wave atomizer (SAW atomizer) (15).

11. Aerosol generating system according to claim 10, characterized in that the liquid aerosol-forming substrate comprises at least one aerosol former and a liquid additive.

12. A cartridge for aerosol-generating smoking devices as defined in any one of claims 1 to 9, the cartridge comprising: a liquid storage portion (16) comprising a compartment for holding an aerosol-forming substrate liquid; a surface acoustic wave atomizer (SAW atomizer) (15) comprising an atomization region (40), at least one input transducer (20) for generating surface acoustic waves to propagate along the surface of the SAW atomizer (15), including the atomization region (40), and at least one output transducer (20) for converting the surface acoustic waves into an electrical signal representing the physical information of the atomization region (40); a supply member (30) arranged to supply liquid aerosol-forming substrate from the compartment of the liquid storage portion (16) to the atomization region (40) in the SAW atomizer (15).

13. Method for generating an aerosol in the aerosol generating smoking system as defined in claim 10, the method characterized by the fact that it comprises: - providing a surface acoustic wave atomizer (SAW atomizer) (15) comprising a region of atomization (40), at least one input transducer (20) and at least one output transducer (20); - providing a liquid aerosol-forming substrate to the atomization region (40) of the SAW atomizer (15); - operating the SAW atomizer (15), thus generating surface acoustic waves with the at least one input transducer (20), the surface acoustic waves propagating along a surface of the SAW atomizer (15) in the region of atomization (40) and the liquid aerosol-forming substrate in the atomization region (40), thus atomizing the liquid aerosol-forming substrate and generating the aerosol, - converting the surface acoustic waves into an electrical signal that represents the physical information of the atomization region (40) using the at least one output transducer (20), - output the electrical signal with the at least one output transducer (20), and - use the electrical signal to control the operation of the SAW atomizer (15).

14. Method, according to claim 13, characterized by the fact that it further comprises the step of heating the liquid aerosol-forming substrate in the atomization region (40) to a temperature above the local temperature.

15. Method, according to claim 13 or 14, characterized by the fact that the step of providing a surface acoustic wave atomizer (15) comprises providing two or more input transducers (20), and in which the step of operating the SAW atomizer (15) is performed by generating surface acoustic waves with two or more input transducers (20), the surface acoustic waves propagate along the surface of the SAW atomizer (15) in the atomization region (40) and in the liquid aerosol-forming substrate in the atomization region (40).