BR112019001662B1

BR112019001662B1 - Método para controlar um arranjo de aquecedor, aparelho configurado para aquecer material fumável e meio de armazenamento legível por computador não transitório

Info

Publication number: BR112019001662B1
Application number: BR112019001662-7A
Authority: BR
Inventors: Mitchel THORSEN; Roger Watkins
Original assignee: Nicoventures Trading Limited
Priority date: 2016-07-26
Filing date: 2017-07-24
Publication date: 2023-01-17
Also published as: CA3031709C; MX2019001150A; AR109120A1; RU2705639C1; KR102454929B1; EP3490394B1; HUE051428T2; US11235109B2; CL2019000179A1; PH12019500055A1; TW201808124A; CN109561733A; BR112019001662A2; ZA201900304B; AU2017301840A1; JP2019531049A; CA3031709A1; ES2808027T3; KR20190022793A; EP3490394A1

Abstract

Um método e aparelho para controlar um arranjo de aquecedor em um dispositivo disposto para aquecer material fumável é descrito. O método compreende a implementação de um circuito de controle do aquecedor, cujo circuito de controle executa etapas em um ou mais períodos de controle sucessivos. As etapas de controle compreendem a determinação de um tempo remanescente para um elemento de aquecimento de um arranjo de aquecedor com base na taxa de variação atual de temperatura, uma temperatura alvo e uma temperatura atual de uma zona do dispositivo disposta para aquecer material fumável.

Description

Campo Técnico

[0001] A presente invenção refere-se a um aparelho disposto para aquecer material fumável.

Antecedentes

[0002] Artigos tais como cigarros, charutos e similares queimam tabaco durante o uso para criar fumaça de tabaco. Tentativas foram feitas para fornecer alternativas a esses artigos, que queimam tabaco, criando produtos que liberam compostos sem queimar. Exemplos de tais produtos são os chamados produtos de calor sem queima, também conhecidos como produtos de aquecimento de tabaco ou dispositivos de aquecimento de tabaco, que liberam compostos por aquecimento, mas não queimam o material. O material pode ser, por exemplo, tabaco ou outros produtos que não sejam de tabaco ou uma combinação, tal como uma mistura, que pode ou não conter nicotina.

Sumário

[0003] De acordo com um primeiro aspecto da presente invenção, é fornecido um método para controlar um arranjo de aquecedor em um aparelho disposto para aquecer material fumável para volatilizar pelo menos um componente do referido material fumável, o método compreendendo: implementar um circuito de controle de aquecimento para controlar um elemento de aquecimento do arranjo de aquecedor para aquecer uma zona do aparelho até uma temperatura alvo, em que o circuito de controle compreende, em um ou mais períodos de controle sucessivos, executar as etapas de: determinar a temperatura atual na zona; determinar uma taxa atual de mudança de temperatura na zona; e determinar um tempo remanescente atual para o elemento de aquecimento do arranjo de aquecimento aquecer a zona à temperatura alvo de acordo com a taxa atual de mudança de temperatura, a temperatura alvo e a temperatura atual da zona.

[0004] De acordo com um segundo aspecto da presente invenção, é proporcionado um aparelho configurado para aquecer material fumável para volatilizar pelo menos um componente do referido material fumável, o aparelho compreendendo: um arranjo de aquecedor compreendendo um elemento de aquecimento; um controlador configurado para implementar um circuito de controle do aquecedor para controlar o elemento de aquecimento do arranjo do aquecedor para aquecer uma zona do aparelho a uma temperatura alvo, em que o circuito de controle compreende, em um ou mais períodos de controle sucessivos, as etapas de: determinar a temperatura atual na zona; determinar uma taxa atual de mudança de temperatura na zona; e determinar um tempo remanescente atual para o elemento de aquecimento aquecer a zona à temperatura alvo com base na taxa de variação da temperatura atual, a temperatura alvo e a temperatura atual da zona.

[0005] De acordo com um terceiro aspecto da presente invenção, é também fornecido um meio de armazenamento legível por computador não transitório compreendendo um conjunto de instruções legíveis por computador armazenadas, que, quando executadas por um sistema de processamento, levam o sistema de processamento a realizar um método de controle de um arranjo de aquecedor em um aparelho disposto para aquecer o material fumável para volatilizar pelo menos um componente do referido material fumável, o método compreendendo: implementar um circuito de controle de aquecedor para controlar um elemento de aquecimento do arranjo de aquecedor para aquecer uma zona do aparelho a uma temperatura alvo, em que o circuito de controle compreende, em um ou mais períodos de controle sucessivos, executar as etapas de: determinar a temperatura atual na zona; determinar uma taxa atual de mudança de temperatura na zona; e determinar um tempo remanescente atual para o elemento de aquecimento do arranjo de aquecimento aquecer a zona à temperatura alvo com base na taxa de variação da temperatura atual, a temperatura alvo e a temperatura atual da zona.

Breve Descrição dos Desenhos

[0006] Concretizações da invenção serão agora descritas, apenas a título de exemplo, com referência aos desenhos anexos, nos quais:

[0007] A Figura 1 mostra uma vista em perspectiva de um exemplo de um aparelho para aquecer um material fumável;

[0008] A Figura 2 mostra uma vista em corte transversal lateral do aparelho da Figura 1 com um artigo consumível inserido;

[0009] A Figura 3 mostra uma vista em corte transversal lateral do aparelho da Figura 1 sem um artigo consumível inserido;

[0010] A Figura 4 mostra uma vista lateral em perspectiva do aparelho da Figura 1 com alguns painéis externos ausentes para mostrar componentes interiores do aparelho;

[0011] A Figura 5a mostra uma vista lateral de um componente interno do aparelho da Figura 1;

[0012] A Figura 5b mostra uma primeira vista em perspectiva do componente interno do aparelho da Figura 1;

[0013] A Figura 5c mostra uma segunda vista em perspectiva do componente interno do aparelho da Figura 1;

[0014] A Figura 5d mostra uma vista de extremidade do componente interno do aparelho da Figura 1;

[0015] A Figura 6 mostra uma vista de extremidade de um componente interno alternativo do aparelho da Figura 1;

[0016] A Figura 7 mostra uma vista plana de um painel frontal do aparelho para aquecer um material fumável;

[0017] A Figura 8 mostra uma vista lateral do painel frontal da Figura 7;

[0018] A Figura 9 mostra uma vista em perspectiva do painel frontal da Figura 7;

[0019] A Figura 10 mostra uma vista plana do painel frontal da Figura 7 com um artigo consumível inserido.

[0020] A Figura 11 mostra uma vista em perspectiva de um arranjo de aquecimento do aparelho para aquecer um material fumável.

[0021] A Figura 12 mostra um gráfico que mostra a evolução temporal de uma temperatura alvo e uma medida correspondente dentro do arranjo de aquecimento da Figura 11.

[0022] A Figura 13 mostra uma vista em perspectiva de uma disposição alternativa de aquecimento do aparelho para aquecer um material fumável.

[0023] A Figura 14 mostra um gráfico mostrando a evolução temporal de um par de temperaturas alvo e medidas correspondentes dentro do arranjo de aquecimento da Figura 13.

Descrição Detalhada

[0024] Como aqui utilizado, o termo “material fumável” inclui materiais que fornecem componentes volatilizados após aquecimento, tipicamente na forma de um aerossol. “Material fumável” inclui qualquer material que contenha tabaco e pode, por exemplo, incluir um ou mais de tabaco, derivados do tabaco, tabaco expandido, tabaco reconstituído ou substitutos do tabaco. O “material fumável” também pode incluir outros produtos não derivados do tabaco que, dependendo do produto, podem ou não conter nicotina. "Material fumável" pode, por exemplo, estar na forma de um sólido, um líquido, um gel ou uma cera ou semelhante. “Material fumável” pode, por exemplo, também ser uma combinação ou uma mistura de materiais.

[0025] Sabe-se que o aparelho aquece material fumável para volatilizar pelo menos um componente do material fumável, tipicamente para formar um aerossol que pode ser inalado, sem queimar ou gerar combustão do material fumável. Tal aparelho é algumas vezes descrito como um aparelho de “calor sem queima” ou um “produto de aquecimento de tabaco” ou “dispositivo de aquecimento de tabaco” ou similar. De igual modo, há também os chamados dispositivos de cigarro eletrônico (e-cigarro), que tipicamente vaporizam um material fumável na forma de um líquido, que pode ou não pode conter nicotina. O material fumável pode estar na forma de ou ser fornecido como parte de uma haste, cartucho ou cassete ou semelhante, que pode ser inserido no aparelho. Um aquecedor para aquecimento e volatilização do material fumável pode ser fornecido como uma parte “permanente” do aparelho ou pode ser fornecido como parte do artigo de fumar ou consumível que é descartado e substituído após o uso. Um "artigo de fumar" neste contexto é um dispositivo ou artigo ou outro componente que inclui ou contém em uso o material fumável, que em uso é aquecido para volatilizar o material fumável e, opcionalmente, outros componentes.

[0026] Com referência inicialmente às Figuras 1 a 4, é mostrado um exemplo de um aparelho 1 disposto para aquecer material fumável para volatilizar pelo menos um componente do referido material fumável, tipicamente para formar um aerossol que pode ser inalado. O aparelho 1 é um aparelho de aquecimento 1 que libera compostos por aquecimento, mas não queima, o material fumável.

[0027] Uma primeira extremidade 3 é por vezes aqui referida como a extremidade de boca ou proximal 3 do dispositivo 1 e uma segunda extremidade 5 é por vezes aqui referida como a extremidade distal 5 do dispositivo 1. O aparelho 1 tem um botão liga/desliga 7 para permitir que o aparelho 1 como um todo seja ligado e desligado conforme desejado por um usuário.

[0028] O aparelho 1 compreende um alojamento 9 para localizar e proteger vários componentes internos do aparelho 1. No exemplo mostrado, o alojamento 9 compreende uma manga de corpo único 11 que engloba o perímetro do aparelho 1, coberto com um painel de topo 17 que define de forma geral o "topo" do aparelho 1 e um painel de fundo 19 que define de forma geral o "fundo" do aparelho 1. Em outro exemplo, o alojamento compreende um painel frontal, um painel traseiro e um par de painéis laterais opostos, além do painel de topo 17 e do painel de fundo 19.

[0029] O painel de topo 17 e/ou o painel de fundo 19 pode ser fixado de forma removível na manga de corpo único 11, para permitir um acesso fácil ao interior do aparelho 1, ou pode ser “permanentemente” fixo à manga de corpo único 11, por exemplo, para impedir que um usuário acesse o interior do aparelho 1. Em um exemplo, os painéis 17 e 19 são feitos de um material plástico, incluindo, por exemplo, nylon preenchido com vidro formado por moldagem por injeção, e a manga de corpo único 11 é feita de alumínio, embora outros materiais e outros processos de fabricação possam ser usados.

[0030] O painel de topo 17 do aparelho 1 tem uma abertura 20 na extremidade da boca 3 do aparelho 1 através da qual, em utilização, um artigo consumível 21 contendo material fumável pode ser inserido no aparelho 1 e removido do aparelho 1 por um usuário.

[0031] O alojamento 9 tem colocado ou fixado nele um arranjo de aquecedor 23, circuitos de controle 25 e uma fonte de energia 27. Neste exemplo, o arranjo de aquecedor 23, o circuito de controle 25 e a fonte de energia 27 são adjacentes lateralmente (isto é, adjacentes quando vistos a partir de uma extremidade), com os circuitos de controle 25 estando localizados geralmente entre o arranjo de aquecedor 23 e a fonte de energia 27, embora outros locais sejam possíveis.

[0032] O circuito de controle 25 pode incluir um controlador, tal como um arranjo de microprocessador, configurado e disposto para controlar o aquecimento do material fumável no artigo consumível 21, como discutido mais abaixo.

[0033] A fonte de energia 27 pode ser, por exemplo, uma bateria, que pode ser uma bateria recarregável ou uma bateria não recarregável. Exemplos de baterias adequadas incluem, por exemplo, uma bateria de íons de lítio, uma bateria de níquel (tal como uma bateria de níquel-cádmio), uma pilha alcalina e/ou semelhantes. A bateria 27 é acoplada eletricamente ao arranjo de aquecedor 23 para fornecer energia elétrica quando necessário e sob controle dos circuitos de controle 25 para aquecer o material fumável no consumível (como discutido, para volatilizar o material fumável sem causar a queima do material fumável).

[0034] Uma vantagem de localizar a fonte de energia 27 lateralmente adjacente ao arranjo de aquecedor 23 é que uma fonte de energia fisicamente grande 27 pode ser utilizada sem fazer que o aparelho 1 como um todo seja excessivamente longo. Como será entendido, em geral, uma fonte de energia fisicamente grande 27 tem uma capacidade maior (isto é, a energia elétrica total que pode ser fornecida, muitas vezes medida em Amp-horas ou semelhantes) e assim a duração da bateria para o aparelho 1 pode ser mais longa.

[0035] Em um exemplo, o arranjo de aquecedor 23 está geralmente na forma de um tubo cilíndrico oco, tendo uma câmara de aquecimento interior oca 29 na qual o artigo 21 consumível compreendendo o material fumável é inserido para aquecimento em uso. Diferentes arranjos para o arranjo de aquecedor 23 são possíveis. Por exemplo, o arranjo de aquecedor 23 pode compreender um único elemento de aquecimento ou pode ser formado por vários elementos de aquecimento alinhados ao longo do eixo longitudinal do arranjo de aquecedor 23. O ou cada elemento de aquecimento pode ser anular ou tubular, ou pelo menos parcialmente anular ou parcialmente tubular em torno da sua circunferência. Num exemplo, o ou cada elemento de aquecimento pode ser um aquecedor de filme fino. Em outro exemplo, o ou cada elemento de aquecimento pode ser feito de um material de cerâmica. Exemplos de materiais adequados cerâmicos incluem a alumina, e cerâmica de nitreto de alumínio e de nitreto de silício, que podem ser laminados e sinterizados. Outros arranjos de aquecedor são possíveis, incluindo, por exemplo, aquecimento indutivo, elementos aquecedores infravermelhos, que aquecem emitindo radiação infravermelha, ou elementos de aquecimento resistivos formados por, por exemplo, um enrolamento elétrico resistivo.

[0036] Em um exemplo particular, o arranjo de aquecedor 23 é suportado por um tubo de suporte de aço inoxidável e compreende um elemento de aquecimento de poliimida. O arranjo de aquecedor 23 é dimensionado de modo que, quando o artigo consumível 21 é inserido no aparelho 1, substancialmente todo o material fumável é aquecido em uso.

[0037] O ou cada elemento de aquecimento pode ser disposto de modo que zonas selecionadas do material fumável possam ser independentemente aquecidas, por exemplo, por sua vez (ao longo do tempo) ou em conjunto (simultaneamente) conforme desejado.

[0038] O arranjo de aquecedor 23 neste exemplo está rodeado ao longo de pelo menos parte do seu comprimento por um isolante térmico 31. O isolante 31 ajuda a reduzir o calor que passa do arranjo de aquecedor 23 para o exterior do aparelho 1. Isto ajuda a manter baixos os requisitos de energia para o arranjo de aquecedor 23, uma vez que reduz as perdas de calor em geral. O isolante 31 também ajuda a manter o exterior do aparelho 1 frio durante o funcionamento do arranjo do aquecedor 23. Num exemplo, o isolante 31 pode ser uma manga de parede dupla que proporciona uma região de baixa pressão entre as duas paredes da manga. Isto é, o isolante 31 pode ser, por exemplo, um tubo de "vácuo", isto é, um tubo que foi pelo menos parcialmente evacuado de modo a minimizar a transferência de calor por condução e/ou convecção. Outras disposições para o isolante 31 são possíveis, incluindo o uso de materiais isolantes de calor, incluindo, por exemplo, um material do tipo espuma adequado, além de, ou em vez de, uma manga de parede dupla.

[0039] O alojamento 9 pode ainda compreender várias estruturas internas de suporte 37 (melhor visualizadas na Figura 4) para suportar todos os componentes internos, bem como o arranjo de aquecimento 23.

[0040] O aparelho 1 compreende ainda um colar 33 que se prolonga em torno e se projeta a partir da abertura 20 para o interior do alojamento 9 e uma câmara geralmente tubular 35 que está localizada entre o colar 33 e uma extremidade da manga de vácuo 31.

[0041] Uma extremidade da câmara 35 conecta-se e é suportada pelo colar 33 e a outra extremidade da câmara 35 conecta-se à extremidade da manga de vácuo 31 e, portanto, suporta a manga de vácuo 31. Por conseguinte, como melhor se vê na Figura 3, o colar 33, a câmara 35 e o tubo de vácuo 31/arranjo de aquecedor 23 estão dispostos de modo coaxial, de modo que, como melhor visto na Figura 2, quando o artigo consumível 21 é inserido no aparelho 1, ele se estende através do colar 33 e a câmara 35 na câmara do aquecedor 29.

[0042] Como acima mencionado, neste exemplo, o arranjo do aquecedor 23 está geralmente na forma de um tubo cilíndrico oco e este tubo está em comunicação fluida com a abertura 20 na extremidade da boca 3 do dispositivo 1 através da câmara 35 e do colar 33.

[0043] Com referência agora às Figuras 5a a 5d, neste exemplo, a câmara 35 compreende um corpo tubular 35a que tem uma primeira extremidade aberta 35b e uma segunda extremidade aberta 35c. O corpo tubular 35a compreende uma primeira seção 35d que se estende desde a primeira extremidade aberta 35b até aproximadamente a meio caminho ao longo do corpo tubular 35a e uma segunda seção 35e que se estende aproximadamente a meio caminho ao longo do corpo tubular 35a para a segunda extremidade aberta 35c. A primeira seção 35d tem um diâmetro interno substancialmente constante e a segunda seção 35e tem um diâmetro interno que se afunila na direção da segunda extremidade aberta 35c.

[0044] A câmara 35 compreende ainda uma estrutura de arrefecimento 35f, que neste exemplo, compreende uma pluralidade de aletas de arrefecimento 35f espaçadas ao longo do corpo 35a, cada uma das quais está disposta circunferencialmente em torno do corpo 35a.

[0045] A câmara 35 também compreende uma porção de flange 35g em torno da segunda extremidade aberta 35c e uma pluralidade de projeções ou grampos 35h também dispostos em torno da segunda extremidade aberta 35c. Cada grampo 35h está geralmente em forma de 'L' e compreende uma primeira porção 35h1 que é unida à porção de flange 35g e uma segunda porção 35h2 que é geralmente perpendicular à primeira porção 35h1 e que se estende em uma direção geralmente paralela ao eixo longitudinal do corpo tubular 35a. Cada segunda porção 35h2 compreende uma superfície escalonada 35i que está voltada para um eixo que se prolonga ao longo do eixo longitudinal do corpo tubular 35a e cuja superfície escalonada 35i é ligeiramente curva.

[0046] Como se vê melhor na Figura 3, neste exemplo, a câmara 35 encontra-se localizada no alojamento 9 entre o colar 33 e o tubo de vácuo 31/aquecedor 23. Mais especificamente, (i) na segunda extremidade 35c, a flange 35g encosta uma porção de extremidade de um tubo de poliimida do arranjo de aquecedor 23 com os grampos 35h resilientemente engatando com o tubo de poliimida através das suas superfícies escalonadas 35i e as superfícies exteriores dos grampos correspondendo com um lado de dentro da manga de vácuo 31 (ii) na primeira extremidade aberta 35b, a câmara 35 liga-se ao colar 33 por meio de nervuras 60, que fazem parte do colar 33 e se projetam para dentro da câmara 35. As nervuras 60 são inclinadas a partir de uma primeira extremidade 62 do colar 33 para uma segunda extremidade 63 do colar em direção a um eixo que se prolonga ao longo do eixo longitudinal do colar 33 e câmara 35. As nervuras ficam niveladas com a superfície interna da câmara 35 para formar um ajuste confortável.

[0047] Como melhor notado a partir da Figura 2, o diâmetro interno da primeira seção 35d da câmara oca 35 é maior do que o diâmetro externo do artigo consumível 21. Existe por isso uma fenda de ar 36 entre a câmara oca 35 e o artigo consumível 21 quando ele é inserido no aparelho sobre pelo menos parte do comprimento da câmara oca 35. A fenda de ar 36 está em torno de toda a circunferência do artigo consumível 21 nessa região.

[0048] Como melhor visto na Figura 5c e na Figura 5d, na segunda extremidade aberta 35c, a câmara 35 compreende uma pluralidade (neste exemplo 3) de pequenos lóbulos ou nervuras 35j dispostas circunferencialmente em torno de uma superfície interna da câmara 35 na periferia da segunda extremidade aberta 35c. Cada um dos lóbulos 35j se prolonga numa pequena distância em uma direção paralela ao eixo longitudinal da câmara 35 e também se estende em uma pequena quantidade radialmente na segunda extremidade aberta 35c. Juntos, os lóbulos 35j proporcionam uma seção de agarrar que agarra o artigo consumível 21 de modo a posicionar e reter corretamente a porção do artigo consumível 21 que se encontra no interior da câmara 35 quando o artigo 21 consumível está no interior do aparelho 1. Entre eles, Os lóbulos 35j comprimem ou apertam suavemente o artigo consumível 21 na região ou regiões do artigo consumível que são contactadas pelos lóbulos 35j. Os lóbulos 35j podem ser constituídos por um material resiliente (ou ser resiliente de outro modo) de modo que se deformam ligeiramente (por exemplo, comprimem) para melhor agarrar o artigo consumível 21 quando este é inserido no aparelho 1, mas depois recuperam a sua forma original quando o artigo 21 consumível é removido do aparelho 1. Os lóbulos 35j podem ser formados integralmente com a câmara 35 ou podem ser componentes separados que estão fixos dentro da câmara 35. O diâmetro interno em torno dos lóbulos pode ser, por exemplo, 5,377 mm.

[0049] Num exemplo alternativo mostrado na Figura 6, uma seção de agarrar resiliente 35k dentro da câmara oca 35 define uma abertura substancialmente oval 35l que pode estender-se ao longo do eixo longitudinal da câmara oca 35 e que quando o artigo de consumível 21 é inserido no aparelho 1, comprime ou aperta suavemente a seção do artigo consumível 21 que está na abertura oval 35l de modo que esta seção do artigo consumível 21 é deformada de circular para oval na seção transversal. Num exemplo, a seção de agarrar 35k está localizada na direção da primeira extremidade aberta 35b. Em um exemplo, a largura da seção oval pode ser aumentada ou diminuída para aumentar ou diminuir a força de inserção/retenção. Num outro exemplo, pequenas ranhuras (não mostradas) podem ser adicionadas na superfície da abertura oval 351 que iria interferir com o artigo 21 consumível em vez de toda a área superficial da abertura oval 35l. Isto minimiza a sensibilidade de inserção/remoção às transições dos vários componentes do artigo consumível (tabaco, papel de ponta, tubo de papel) que passam através da seção de agarrar 35k.

[0050] Num outro exemplo, uma combinação dos lóbulos 35j e da seção de agarrar oval 35k poderia ser utilizada para reter o artigo consumível 21 na câmara oca 35. Por exemplo, uma seção de agarrar oval 35k e a disposição dos lóbulos 35j poderiam ser afastadas longitudinalmente na câmara oca 35 e atuarem separadamente para reter um artigo consumível inserido 21 no lugar, ou, os lóbulos 35j podem ser dispostos em torno da superfície da seção de agarrar oval 35k.

[0051] A câmara 35 pode ser formada, por exemplo, por um material plástico, incluindo, por exemplo, poli(éter-éter- cetona) (PEEK).

[0052] Com referência novamente às Figuras 2 a 4, em um exemplo, a câmara de aquecimento 29 tem uma região 38 de diâmetro interno reduzido em direção à extremidade distal 5. Esta região 38 proporciona uma parada final para o artigo consumível 21 que passa através da abertura na extremidade de boca 3. Esta região 38 de diâmetro interno reduzido pode, por exemplo, ser proporcionada por um tubo oco do tipo descrito em detalhes no nosso pedido co-pendente dos EUA 62/185.227, depositado em 26 de junho de 2015, cujo conteúdo total é aqui incorporado por referência.

[0053] O aparelho 1 pode ainda compreender uma porta 39 na extremidade distal 5 que abre e fecha uma abertura no painel traseiro para proporcionar acesso à câmara de aquecimento 29 de modo que a câmara de aquecimento possa ser limpa. Exemplos de portas adequadas também são discutidos em maiores detalhes no nosso pedido co-pendente 62/185.227.

[0054] Com referência agora às Figuras 7 a 10 em particular, é mostrado um exemplo do painel de topo 17 do aparelho 1. O painel de topo 17 forma geralmente a extremidade frontal 3 do alojamento 9 do aparelho. O painel de topo 17 suporta o colar 33, o qual define um ponto de inserção na forma da abertura 20 através da qual o artigo consumível 21 é removivelmente inserido no aparelho 1 em uso.

[0055] O colar 33 estende-se em torno e projeta-se a partir da abertura 20 para o interior do alojamento 9. Num exemplo, o colar 33 é integral com o painel de topo 17 do alojamento, assim o colar 33 e o painel de topo 17 formam uma peça única. Num exemplo alternativo, o colar 33 é um elemento distinto do painel de topo 17, mas pode ser ligado ao painel de topo 17 através de um acessório, tal como um mecanismo de bloqueio, adesivo, parafusos. Podem ser utilizados outros acessórios adequados para prender o colar 33 ao painel de topo 17.

[0056] Neste exemplo, o colar 33 compreende uma pluralidade de nervuras 60 dispostas circunferencialmente em torno da periferia da abertura 20 e que se projeta para dentro da abertura 20. As nervuras 60 ocupam espaço no interior da abertura 20 de tal modo que o vão livre da abertura 20 nos locais das nervuras 60 é menor do que o vão livre da abertura 20 nos locais sem as nervuras 60. As nervuras 60 estão configuradas para engatar com um artigo consumível 21 inserido no aparelho para auxiliar na sua fixação dentro do aparelho 1.

[0057] Em um exemplo, as nervuras 60 estão circunferencialmente igualmente espaçadas em torno da periferia da abertura 20. Num exemplo, existem quatro nervuras 60, em outros exemplos pode haver mais ou menos do que quatro nervuras 60.

[0058] A Figura 10 mostra uma vista plana do painel de topo 17 do aparelho com um artigo consumível 21 inserido na abertura 20. As nervuras 60 se projetam na abertura 20 para engatar no artigo consumível 21. Os espaços abertos 61 definidos por pares adjacentes de nervuras 60 e o artigo consumível 21 formam trajetos de ventilação 61 em torno do exterior do artigo consumível 21. Estes trajetos de ventilação 61, como será explicado em maiores detalhes abaixo, permitem que os vapores quentes que escaparam do artigo consumível 21 saiam do aparelho 1 e permitem que o ar de arrefecimento flua para dentro do aparelho 1 em torno do consumível 21. O exemplo na Figura 10 mostra quatro trajetos de ventilação 61 localizados em torno da periferia do artigo consumível 21, que proporcionam ventilação para o aparelho 1 embora possa haver mais ou menos trajetos de ventilação 61.

[0059] Como mencionado acima, as nervuras 60 se projetam radialmente para a abertura 20, mas, como melhor notado a partir da Figura 8, estendem-se também a partir do painel de topo 17 para o alojamento 9. A projeção das nervuras 60 é inclinada em direção a outra, tal que, à medida que as nervuras 60 prolongam- se para dentro do alojamento, a distância entre as nervuras 60 diminui. Como melhor se vê na Figura 3, a projeção das nervuras 60 no alojamento permite que o colar 33 se ligue à câmara 35 por meio das nervuras 60 que se prolongam através da primeira extremidade aberta 35b da câmara 35 e engatam uma parede interior da câmara 35.

[0060] Com referência novamente particularmente à Figura 2, em um exemplo, o artigo consumível 21 tem a forma de uma haste cilíndrica que possui ou contém material fumável 21a numa extremidade traseira numa seção do artigo 21 consumível que está dentro do arranjo de aquecimento 23 quando o artigo consumível 21 é inserido no aparelho 1. Uma extremidade frontal do artigo consumível 21 se estende do aparelho 1 e atua como um conjunto de bocal 21b que inclui um ou mais de um filtro para filtrar aerossol e/ou um elemento de arrefecimento 21c para arrefecer o aerossol. O filtro/elemento de arrefecimento 21c está espaçado do material fumável 21a por um espaço 21d e também está espaçado da ponta do conjunto de bocal 21b por um espaço adicional 21e. O artigo consumível 21 é embalado circunferencialmente numa camada exterior (não mostrada). Num exemplo, a camada exterior do artigo consumível 21 é permeável para permitir que alguns componentes volatilizados aquecidos do material fumável escapem do artigo consumível 21.

[0061] Em funcionamento, o arranjo de aquecimento 23 aquecerá o artigo consumível 21 para volatilizar pelo menos um componente do material fumável 21a.

[0062] O trajeto de fluxo primário para os componentes volatilizados aquecidos do material fumável 21a é axialmente através do artigo consumível 21, através do espaço 21d, do filtro/elemento de arrefecimento 21c e do espaço adicional 21e antes de entrar na boca do usuário através da extremidade aberta do conjunto de bocal 21b. Contudo, alguns dos componentes volatilizados podem escapar do artigo consumível 21 através do seu invólucro exterior permeável e para dentro do espaço 36 que circunda o artigo consumível 21 na câmara 35.

[0063] Seria indesejável que os componentes volatilizados que fluem do artigo consumível 21 para a câmara 35 sejam inalados pelo usuário, porque estes componentes não vão passar através do filtro/elemento de arrefecimento 21c e assim ficarão não filtrados e não arrefecidos.

[0064] De um modo vantajoso, o volume de ar em torno do artigo consumível 21 na câmara 35 e a parede interior arrefecida por aletas da câmara 35 fazem com que pelo menos alguns dos componentes volatilizados que escapam do artigo consumível 21 através da sua camada exterior arrefeçam e condensem na parede interior da câmara 35 evitando que esses componentes volatilizados sejam possivelmente inalados por um usuário.

[0065] Este efeito de resfriamento pode ser assistido por ar frio que é capaz de entrar a partir do exterior do aparelho 1 no espaço 36 que circunda o artigo consumível 21 na câmara 35 através dos trajetos de ventilação 61, o que permite que o fluido flua para dentro e para fora do aparelho. Um trajeto de ventilação 61 será definido entre um par da pluralidade de nervuras vizinhas 60 para fornecer ventilação em torno do exterior do artigo consumível 21 no ponto de inserção.

[0066] Em um exemplo, um segundo trajeto de ventilação 61 é fornecido entre um segundo par de nervuras vizinhas para pelo menos um componente volatilizado aquecido para fluir a partir do artigo consumível 21 numa segunda localização. Por isso, a ventilação é proporcionada em torno do lado de fora do artigo consumível 21 no ponto de inserção pelos primeiro e segundo trajetos de ventilação 61.

[0067] Além disso, os componentes volatilizados aquecidos que escapam do artigo consumível 21 através do seu invólucro exterior não condensam na parede interna da câmara 35 e são capazes de fluir com segurança para fora do aparelho 1 através dos trajetos de ventilação 61 sem serem inalados pelo usuário.

[0068] Ambas a câmara 35 e a ventilação auxiliam na redução da temperatura e do teor da composição de vapor d'água liberado em componentes volatilizados aquecidos do material fumável.

[0069] Exemplos de um esquema de controle de aquecedor baseado em inclinação (circuito de controle) serão agora descritos em detalhes. O circuito de controle de aquecedor baseado em inclinação pode ser implementado por um controlador incluído no circuito de controle 25 a fim de controlar o funcionamento do arranjo de aquecimento 23 para aquecer uma zona da câmara de aquecimento 29.

[0070] Como descrito acima, o arranjo de aquecimento 23 pode ser formada por vários elementos de aquecimento. Os diferentes elementos de aquecimento do arranjo de aquecimento 23 podem ser controlados individualmente pelo controlador.

[0071] Com referência agora à Figura 11, neste exemplo, o arranjo de aquecimento 23 inclui um elemento de aquecimento 23a e a câmara de aquecimento 29 compreende uma zona de aquecimento 29a que é aquecida pelo elemento de aquecimento 23a. Neste exemplo, o elemento de aquecimento 23a opera para aquecer o material fumável posicionado dentro da zona de aquecimento 29a. O elemento de aquecimento 23a tem um sensor de temperatura correspondente 111a associado a ele. Neste exemplo, o controlador usa medições de temperatura do sensor 111a para controlar o funcionamento do elemento de aquecimento 23a.

[0072] Neste exemplo, o elemento de aquecimento 23a está configurado para aumentar a sua temperatura e, assim, aumentar a temperatura dentro da zona de aquecimento 29a quando esta está em funcionamento. O estado no qual o elemento de aquecimento 23a está a funcionar é referido como o estado no qual o elemento de aquecimento 23a está ligado. Inversamente, quando o elemento de aquecimento 23a não está a funcionar, é referido como estando desligado. Um período de tempo durante o qual o elemento de aquecimento 23a é ligado será daqui em diante referido como o elemento de aquecimento na duração.

[0073] Neste exemplo, o controlador implementa o controle do elemento de aquecimento 23a, ao controlar um interruptor (não mostrado) configurado para ligar ou desligar o aquecedor.

[0074] O sensor de temperatura 111a utilizado para o circuito de controle de aquecimento baseado em inclinação pode ser qualquer sensor de temperatura adequado. Em um exemplo, o sensor de temperatura 111a é um detector de temperatura de resistência ou um termopar. Em um exemplo, o sensor de temperatura 111a é um sensor capaz de detectar temperaturas de pelo menos até 300 ° C.

[0075] Neste exemplo, o controlador está em comunicação de dados com o sensor de temperatura 111a e está configurado para adquirir medições de temperatura a partir do sensor de temperatura 111a dentro do elemento de aquecimento 23a. O controlador determina a temperatura atual da zona 29a por aquisição de medições de temperatura a partir do sensor de temperatura 111a num primeiro intervalo de tempo determinado. Neste exemplo, os primeiros intervalos de tempo são intervalos regulares de tempo. Num exemplo específico, o controlador adquire medições de temperatura a partir do sensor de temperatura 111a a cada, por exemplo, 10 ms. Quaisquer intervalos regulares de tempo diferentes de 10 ms são possíveis. Em outros exemplos, os primeiros intervalos de tempo são intervalos irregulares de tempo. Em um exemplo, o controlador adquire um número de medições de temperatura com uma medição adquirida a cada 10 ms, e interrompe para adquirir quaisquer outras medições de temperatura até um tempo substancialmente posterior a 10ms após a última medição de temperatura.

[0076] A seguir, neste exemplo, assume-se que os primeiros intervalos de tempo dados, isto é, os intervalos de tempo nos quais o controlador monitora a temperatura medida pelo sensor de temperatura 111a, são intervalos regulares de tempo que duram 10 ms.

[0077] Os primeiros intervalos de tempo dados definem a frequência com que o controlador adquire medições de temperatura a partir do sensor de temperatura 111a. Ou seja, a frequência com que a temperatura dentro da zona de aquecimento 29a é determinada.

[0078] Em um exemplo, o controlador calcula a taxa de variação da temperatura com o tempo, em outras palavras, uma 'inclinação de temperatura', com base numa pluralidade de medições de temperatura adquiridas em primeiros intervalos de tempo dados a partir do sensor de temperatura 111a. A inclinação da temperatura é calculada usando medições de temperatura obtidas quando o elemento de aquecimento 23a é ligado. Esta inclinação de temperatura calculada corresponde à taxa de variação de temperatura na zona de aquecimento 29a quando o elemento de aquecimento 23a está ligado. Neste exemplo, o controlador calcula a inclinação da temperatura com base em duas medições de temperatura. Se o elemento de aquecimento na duração for 300 ms, o controlador poderá usar a medição de temperatura adquirida no início dessa duração de 300 ms e a medição adquirida no final da duração de 300 ms para calcular a inclinação da temperatura. Em outros exemplos, o controlador calcula a inclinação de temperatura dentro de qualquer intervalo de tempo adequado durante o elemento de aquecimento em duração. Neste exemplo, o controlador determina a atual taxa de variação da temperatura na zona 29a, usando as medições de temperatura adquiridas a partir do sensor de temperatura 111a durante o último elemento de aquecimento na duração.

[0079] Neste exemplo, o controlador calcula a inclinação com a seguinte fórmula:

em que T2 representa a medição de temperatura adquirida no tempo denotado por t2 e T1 representa a medição de temperatura adquirida em um tempo denotado por t1 (onde t2 é um tempo posterior a t1). No exemplo em que (t2-t1) é um intervalo de tempo durante o elemento de aquecimento na duração, a inclinação calculada fornece uma indicação da taxa de variação de temperatura que o elemento de aquecimento 23a é capaz de alcançar quando ligado.

[0080] Em um exemplo, o controlador estabelece um ponto de ajuste (set point) de temperatura que é uma temperatura alvo na qual a zona de aquecimento 23a é desejada estar durante uma sessão de utilização do aparelho 1. Esta temperatura alvo pode depender do modo como o material fumável 21a dentro da zona de aquecimento 29a deve ser aquecido. Neste exemplo, o ponto de ajuste de temperatura é uma temperatura entre 160° C e 240° C. O controlador também pode variar o ponto de ajuste de temperatura durante uma sessão de uso do aparelho 1.

[0081] Neste exemplo, no início de uma sessão de utilização do aparelho 1, o controlador estabelece um ponto de ajuste de temperatura entre 160° C e 240° C e liga o elemento de aquecimento 23a. Assim que o elemento de aquecimento 23a é ligado, o controlador determina repetidamente a temperatura atual da zona 29a e a inclinação atual da temperatura na zona 29a, como descrito acima.

[0082] No presente exemplo, se a temperatura atual é menor do que a temperatura alvo, o controlador então calcula um total de elemento de aquecimento desejado em duração, em outras palavras, um tempo remanescente para o elemento de aquecimento 23a para o qual o elemento de aquecimento 23a deve ser ligado a fim de atingir a temperatura alvo utilizando a inclinação da temperatura atual e a temperatura atual na zona 29a. Em outras palavras, o tempo remanescente é um tempo que o elemento de aquecimento 23a precisa ser operado para obter uma mudança na temperatura a partir da temperatura atual para o ponto de ajuste de temperatura. Neste exemplo, a temperatura atual é considerada a mais recente medição de temperatura adquirida pelo controlador a partir do sensor de temperatura 111a.

[0083] O tempo remanescente pode ser calculado ajustando-se a inclinação esperada a ser alcançada quando o elemento de aquecimento 23a está ligado, para a inclinação calculada que é calculada como descrito acima usando medições de temperatura obtidas pelo controlador a partir do sensor de temperatura 111a durante um tempo quando o aquecimento o elemento 23a foi ligado.

[0084] O tempo remanescente pode ser denotado como ton = talvo - tc em que tc denota o tempo atual e talvo indica o tempo em que se espera que o ponto de ajuste de temperatura/temperatura alvo seja atingido. As seguintes fórmulas podem ser usadas para calcular o tempo remanescente que é projetado para resultar na temperatura alvo sendo atingida:

[0085] Nas fórmulas acima, Tc denota a temperatura medida no tempo tc e Talvo é o ponto de ajuste de temperatura/temperatura alvo esperado para ser alcançado em um tempo toff após o tempo tc. O subscrito "c" indica que Tc e tc referem-se à temperatura atual da zona 29a, e ao tempo atual, respectivamente.

[0086] Neste exemplo, o controlador implementa o circuito de controle do aquecedor com base em inclinação ao realizar repetidamente as etapas de determinar a temperatura atual Tc da zona de aquecimento 29a, determinar a inclinação de temperatura atual da zona 29a, e se a temperatura atual Tc é inferior à temperatura alvo Talvo , determinar o tempo remanescente ton para o elemento de aquecimento 23a como descrito acima. Estas etapas daqui em diante serão referidas como as etapas de controle.

[0087] Em um exemplo, o controlador repete as etapas descritas acima em segundos intervalos de tempo. Neste exemplo específico, o controlador executa essas etapas a cada 300 ms. Os segundos intervalos de tempo dados, por conseguinte, definem períodos de controle da malha de controle de aquecimento à base de inclinação. Deverá ser entendido que os segundos intervalos de tempo dados (o período de controle), na maioria dos exemplos, serão maiores do que os primeiros intervalos de tempo dados, nos quais o controlador adquire medições de temperatura a partir do sensor de temperatura 111a.

[0088] Neste exemplo, o controlador é configurado para controlar o elemento de aquecimento 23a para estar ligado por determinado tempo remanescente ton . Se o tempo remanescente determinado ton for maior que o período de controle, o elemento de aquecimento 23a é mantido ligado durante toda a duração do período de controle e, no final do período de controle, o controlador repete as etapas de controle. No entanto, se o tempo remanescente ton expirar dentro do período de controle, o controlador desliga o elemento de aquecimento 23a. Por exemplo, se o período de controle tiver 300 ms de comprimento e o tempo remanescente ton determinado for 200 ms, o controlador desliga o elemento de aquecimento 23a uma vez que o elemento de aquecimento de 200ms de duração tiver expirado durante o período de controle de 300ms. Dentro deste intervalo de 300 ms, portanto, o elemento de aquecimento é ligado durante parte do intervalo, mas desligado para outra parte do mesmo intervalo. No final de tal período de controle, e no início do período de controle subsequente, o controlador determina a temperatura atual Tc e, se a temperatura atual Tc for inferior à temperatura alvo Talvo , o controlador liga de novo o elemento de aquecimento 23a e calcula um tempo remanescente com base na inclinação da temperatura atual, a temperatura atual Tc e a temperatura alvo Talvo . Depois disso, uma vez que o aquecedor é ligado, o controlador controla o funcionamento do elemento de aquecimento 23a ao aplicar as etapas de controle acima descritas.

[0089] A implementação acima do circuito de controle baseado em inclinação tem o efeito de retardar a mudança de temperatura da zona 29a à medida que a temperatura alvo é aproximada. Quando o tempo remanescente ton se torna mais curto do que o período de controle, a mudança de temperatura da zona 29a com o tempo torna- se mais lenta do que a inclinação de temperatura devido ao elemento de aquecimento 23a ser desligado durante parte do período de controle. Desta forma, a temperatura alvo Talvo é alcançada sem um grande overshoot da temperatura Tc acima do alvo Talvo .

[0090] Neste exemplo, uma vez que a temperatura alvo Talvo for atingida, o controlador implementa um modo de reter temperatura, em cujo modo o controlador controla o elemento de aquecimento 23a a fim de manter a zona 29a na temperatura alvo Talvo O controlador desliga o elemento de aquecimento 23a quando a temperatura atual Tc é igual ou está acima da temperatura alvo Talvo . No modo de retenção de temperatura, o controlador liga o elemento de aquecimento 23a se, além de a temperatura atual Tc ser pelo menos um primeiro valor de limiar de temperatura abaixo do ponto de ajuste Talvo, uma ou mais das condições abaixo listadas são satisfeitas: (i) A temperatura atual Tc é menor que a medição de temperatura anterior; (ii) Um tempo superior a um primeiro tempo limiar expirou desde que o elemento de aquecimento 23a foi desligado e a temperatura atual Tc é pelo menos um segundo limiar de temperatura abaixo da temperatura alvo Talvo ; e (iii) Um tempo maior do que um segundo limiar de tempo expirou desde que o elemento de aquecimento 23a foi desligado.

[0091] Num exemplo, o primeiro limiar de temperatura pode ser de 1° C de tal modo que o controlador liga o elemento de aquecimento 23a se a temperatura atual Tc for mais do que 1° C abaixo do ponto de ajuste Talvo e a temperatura atual Tc for inferior à medição de temperatura anterior. Num exemplo, o primeiro limiar de tempo pode ser 300 ms e o segundo limiar de temperatura pode ser 10° C tal que se tiver decorrido um tempo superior a 300 ms desde que o elemento de aquecimento 23a foi desligado e a temperatura atual é pelo menos 10° C abaixo do ponto de ajuste Talvo , o controlador pode ligar o elemento de aquecimento 23a. Em um exemplo, o segundo limiar de tempo pode ser de 500ms, de tal forma que, se um tempo superior a 500 ms tiver expirado desde que o elemento de aquecimento 23a foi desligado e a condição necessária da temperatura sendo pelo menos 1° C abaixo do ponto de ajuste Talvofor cumprida, o controlador pode ligar o elemento de aquecimento 23a. O controlador pode assim manter a temperatura atual substancialmente no ponto de ajuste de temperatura no modo de retenção de temperatura. Ou seja, o controlador é configurado para manter o limiar de temperatura assim que ele for atingido. Deverá ser entendido que cada vez que o elemento de aquecimento 23a é ligado, o controlador executa as etapas de controle e implementa o circuito de controle baseado em inclinação.

[0092] Durante a operação do aparelho 1, o controlador pode alterar a temperatura alvo Talvo, conforme mencionado anteriormente. Num exemplo, o controlador muda a temperatura alvo Talvo de acordo com um perfil de temperatura desejado, o perfil de temperatura sendo uma temperatura como função do tempo (um perfil de temperatura temporal). Em outro exemplo, o controlador altera a temperatura alvo Talvocom base em vários outros fatores, por exemplo, o tempo decorrido desde o início da sessão de utilização do dispositivo de aquecimento de material fumável 1, a quantidade de material fumável remanescente na câmara 29 e afins.

[0093] Se o controlador aumenta a temperatura alvo Talvo e a temperatura atual Tc é menor do que a temperatura alvo Talvo , neste exemplo, o controlador liga o elemento de aquecimento 23a e usa o esquema de controle baseado em inclinação acima descrito a fim de alcançar a temperatura alvo Talvo. Se, por outro lado, o controlador diminuir a temperatura alvo Talvo , o elemento de aquecimento 23a é desligado até que a temperatura Tc desça abaixo do novo ponto de ajuste Talvo , após o qual o elemento de aquecimento 23a é ligado com base na lista de condições acima descritas para o aquecedor sendo ligado durante o modo de retenção de temperatura.

[0094] Um exemplo específico do controle do aquecedor baseado em inclinação será agora descrito com referência à Figura 12. A Figura 12 mostra a temperatura alvo Talvo de um elemento de aquecimento 23a como uma função do tempo, e a temperatura atual Tc adquirida pelo controlador a partir de um sensor de temperatura 111a como uma função do tempo. O controlador adquire medições de temperatura a partir do sensor de temperatura a cada 10ms. No início de uma sessão de utilização do aparelho 1, o aquecedor é ligado para aquecer o material fumável 21a na zona de aquecimento 29a. Neste exemplo, a temperatura alvo Talvo está definida para 240° C. A temperatura adquirida pelo controlador a partir do sensor de temperatura 111a a um tempo de sessão de 0s é de 72° C. O controlador implementa o controle do aquecedor baseado em inclinação para atingir a temperatura alvo Talvo. A parte 121 da temperatura medida Tc ilustra a mudança de temperatura em direção ao ponto de ajuste durante a implementação do controle baseado em inclinação. À medida que a temperatura medida Tc se aproxima da temperatura alvo, a mudança geral da temperatura medida Tc com o tempo de sessão da zona de aquecimento 23a pode ser vista diminuir como resultado do tempo remanescente ton permanecendo mais curto do que o período de controle, de 300 ms neste exemplo, à medida que a temperatura alvo Talvo é aproximada. Isto pode ser mais facilmente visto na parte 121 da temperatura medida Tc na Figura 12 perto da temperatura para a temperatura alvo Talvo de 240° C. Em outras palavras, a evolução temporal da temperatura medida Tc achata conforme Tc se aproxima da temperatura alvo Talvo. A parte 122 da temperatura atual medida Tc ilustra o controlador mantendo a temperatura na temperatura alvo Talvode 240° C no modo de retenção de temperatura. Em um tempo de 145 segundos após o início da operação do aparelho 1, o controlador abaixa a temperatura alvo Talvo para 220° C. O controlador desliga então o elemento de aquecimento 23a e a temperatura atual medida Tc baixa com o tempo como mostrado em 123 até que a temperatura atual medida Tc esteja abaixo da nova temperatura alvo Talvo inferior de 220° C. O controlador então engata no modo de retenção de temperatura, como ilustrado na parte 124, uma vez que a nova temperatura alvo Talvo de 220° C é alcançada.

[0095] Como mencionado anteriormente, o controlador pode ser configurado para controlar uma pluralidade de elementos de aquecimento 23a e 23b individualmente, assim, controlando a temperatura numa pluralidade de zonas de aquecimento 29a e 29b correspondentes. Num exemplo, como ilustrado na Figura 13, o arranjo de aquecimento 23 inclui dois elementos de aquecimento 23a e 23b e a câmara de aquecimento 29 compreende duas zonas de aquecimento 29a e 29b e os elementos de aquecimento 23a e 23b funcionam para aquecer o material fumável posicionado dentro das zonas de aquecimento 29a e 29b, respectivamente. No exemplo da Figura 13, o controlador é configurado para controlar o funcionamento dos elementos de aquecimento 23a e 23b com base nas medições de temperatura adquiridas a partir dos sensores 111a e 111b, respectivamente.

[0096] Em alguns exemplos, o controlador controla a operação de múltiplos elementos de aquecimento 23a e 23b através da implementação de um circuito/esquema fechado de controle separado para cada um dos elementos de aquecimento 23a e 23b. No exemplo da Figura 13, o controlador implementa o ciclo de controle de aquecedor acima descrito com base em inclinação para cada elemento de aquecimento 23a e 23b utilizando as medições de temperatura a partir dos sensores de temperatura 111a e 111a de cada respectivo elemento de aquecimento. Um interruptor (não mostrado) pode ser fornecido para cada um dos elementos de aquecimento 23a e 23b, cada interruptor sendo configurado para mudar seu respectivo elemento de aquecimento do estado desligado para o estado ligado e vice-versa. O controlador pode controlar cada elemento de aquecimento 23a e 23b controlando o seu respectivo interruptor de modo a ligar e desligar os elementos de aquecimento 23a e 23b. A saída do respetivo circuito de controle de cada elemento de aquecimento pode comandar os respectivos interruptores configurados para controlar os elementos de aquecimento 23a e 23b. Em um exemplo, a saída de cada circuito de controle habilita ou desativa um pino no controlador para cada respectivo elemento de aquecimento 23a e 23b.

[0097] Em um exemplo, os interruptores que permitem ao controlador controlar os elementos de aquecimento 23a e 23b são transístores ou qualquer outro sistema eletrônico adequado para desempenhar a função de um interruptor. Pode ser proporcionado um interruptor principal que ativa ou desativa os interruptores individuais para cada elemento de aquecimento respectivo.

[0098] A Figura 14 ilustra o controle do funcionamento de dois elementos de aquecimento 23a e 23b pelo controlador. Temperaturas alvo Taalvo e Tbalvo podem ser individualmente ajustadas para cada um dos elementos de aquecimento 23a e 23b. As temperaturas atuais medidas Tac e Tbc são adquiridas pelo controlador a partir dos sensores de temperatura 111a e 111b associados a cada um dos elementos de aquecimento 23a e 23b. Neste exemplo, a evolução temporal da temperatura alvo de ponto de ajuste Taalvo e a temperatura atual Tac pertencente ao elemento de aquecimento 23a correspondente à zona 29a é como descrito em relação à Figura 12 anterior. A temperatura alvo Tbalvo para a zona 23b é inicialmente zero; no entanto, como indicado pela parte 141 da temperatura atual Tbc , a temperatura atual Tbc aumenta gradualmente enquanto a temperatura alvo permanece Tbalvo em zero. Isto pode ser considerado como sendo a influência da temperatura do elemento de aquecimento vizinho 23a (e da zona 29a) aumentando devido à operação do elemento 23a ser controlada pelo controlador para que o elemento de aquecimento 23a atinja a temperatura alvo Taalvo . A temperatura atual Tbc da zona 29b se comporta de maneira similar à descrita no contexto da Figura 12 quando a temperatura alvo Tbalvo é ajustada para um valor diferente de zero.

[0099] Possuir pelo menos um sensor de temperatura 111a e 111b associado a cada um de uma pluralidade de elementos de aquecimento 23a e 23b de um arranjo de aquecedor 23, a fim de que o controlador possa controlar individualmente as operações dos elementos de aquecimento 23a e 23b, e desse modo as temperaturas atuais Tac e Tbc das zonas correspondentes 29a e 29b, respectivamente, com base nas medições de temperatura a partir de pelo menos um sensor de temperatura 111a e 111b associado com os elementos 23a e 23b, podem permitir um melhor controle global da temperatura dentro da câmara 29 como um todo e, por conseguinte, o volume do material fumável 21a sendo aquecido. Além disso, o controlador pode aquecer o material fumável 21a ao longo do comprimento da câmara 29 em sequências controladas. Por exemplo, com referência à Figura 13, o controlador pode operar o elemento de aquecimento 23a por um período de tempo antes de iniciar a operação do elemento de aquecimento 23b. Neste exemplo, o controlador pode operar os elementos 23a e 23b em sequência ao definir uma temperatura alvo adequada para cada zona em diferentes tempos.

[0100] A provisão de pelo menos um sensor de temperatura 111a e 111b em cada um da pluralidade de elementos de aquecimento 23a e 23b também pode proporcionar uma prova de falhas contra um elemento de aquecimento descontrolado. Por exemplo, se o sensor de temperatura 111a no elemento de aquecimento 23a deixar de funcionar e não medir um valor de temperatura, o controlador pode continuar a operar o elemento de aquecimento 23a na tentativa de atingir a sua temperatura alvo Taalvo . O elemento de aquecimento 23a pode, por conseguinte, estar a uma temperatura muito superior ao esperado, por exemplo, a temperatura do elemento de aquecimento 23a pode exceder 240° C. Neste exemplo, o sensor de temperatura 111b no elemento de aquecimento vizinho 23b também pode detectar uma temperatura maior que a esperada devido ao calor a partir da zona descontrolada 23a. Num exemplo, o controlador compara as medições de temperatura adquiridas a partir do sensor de temperatura no elemento 23b para temperaturas esperadas com base na potência atual sendo fornecida ao elemento 23b a fim de determinar a probabilidade de um aquecedor descontrolado vizinho. O controlador também pode realizar tal comparação a fim de detectar outras falhas ou condições indesejáveis dentro da câmara de aquecimento 29.

[0101] O esquema/circuito de controle do aquecedor baseado em inclinação pode proporcionar a vantagem de não exigir o ajuste do parâmetro de controle durante ou entre as sessões de uso do dispositivo de aquecimento de material fumável 1. A este respeito, o circuito de controle do aquecimento baseado em inclinação pode proporcionar um ciclo de controle mais simples e mais fácil de implementar do que, por exemplo, um circuito de controle da derivada integral proporcional (PID). O circuito de controle de temperatura baseado em inclinação mais simples pode, portanto, fornecer controle suficiente sobre a temperatura, enquanto sendo mais fácil de configurar e implementar.

[0102] Em uma concretização, os circuitos de controle 25 compreendem uma memória, e pelo menos um processador configurado para executar as etapas de método aplicáveis de acordo com a invenção. Além disso, o método de acordo com a invenção pode ser implementado com um ou vários programas de computador que podem ser executados por pelo menos um processador ou controlador.

[0103] Em uma concretização, as etapas do método, o aparelho e o programa de computador de acordo com a invenção podem ser implementados por, pelo menos, um módulo de hardware separado ou embutido.

[0104] O(s) programa(s) de computador podem ser armazenados em pelo menos um meio legível por computador, como, por exemplo, um circuito de memória, cartão de memória, disco magnético ou óptico. Algumas entidades funcionais podem ser implementadas como módulos de programa vinculados a outra entidade funcional. As entidades funcionais também podem ser armazenadas em memórias separadas e executadas por processadores separados, que se comunicam, por exemplo, através de um barramento de mensagens. Um exemplo desse tipo de barramento de mensagens é o barramento de interconexão de componentes periféricos (Peripheral Component Interconnect - PCI).

[0105] As várias concretizações aqui descritas são apresentadas apenas para ajudar a compreender e ensinar as características reivindicadas. Estas concretizações são fornecidas apenas como amostra representativa de concretizações e não são exaustivas e/ou exclusivas. Deve ser entendido que as vantagens, concretizações, exemplos, funções, características, estruturas e/ou outros aspectos aqui descritos, não devem ser considerados limitações no escopo da invenção como definido pelas reivindicações ou limitações em equivalentes das reivindicações, e que outras concretizações podem ser utilizadas e modificações podem ser feitas sem sair do escopo da invenção reivindicada. Várias concretizações da invenção podem adequadamente compreender, consistir ou consistir essencialmente em combinações apropriadas dos elementos, componentes, características, partes, etapas, meios, etc. além daqueles especificamente aqui descritos. Além disso, esta divulgação pode incluir outras invenções não reivindicadas no momento, mas que podem ser reivindicadas no futuro.

Claims

1. Método para controlar um arranjo de aquecedor (23) em um aparelho (1) disposto para aquecer material fumável para volatilizar pelo menos um componente do referido material fumável CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: implementar um circuito de controle de aquecimento para controlar um elemento de aquecimento (23a) do arranjo de aquecedor (23) para aquecer uma zona (29a) do aparelho (1) até uma temperatura alvo, em que o circuito de controle compreende, em um ou mais períodos de controle sucessivos, realizar as etapas de: determinar a temperatura atual na zona (29a); determinar uma taxa de variação atual de temperatura na zona (29a); e determinar o tempo remanescente atual para o elemento de aquecimento (23a) do arranjo de aquecimento (23) para aquecer a zona (29a) até a temperatura alvo com base na taxa de variação atual da temperatura, na temperatura alvo e na temperatura atual da zona (29a).

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda: fazer com que o arranjo do aquecedor (23) desligue o elemento de aquecimento (23a) que está aquecendo a zona (29a) se o tempo remanescente atual para o elemento de aquecimento (23a) expirar.

3. Método, de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda: fazer com que o arranjo do aquecedor (23) desligue o elemento de aquecimento (23a) que está aquecendo a zona (29a) se o tempo remanescente atual para o elemento de aquecimento (23a) calculado no período de controle atual expirar durante o período de controle atual.

4. Método, de acordo com a reivindicação 2 ou reivindicação 3, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende adicionalmente: em um período de controle subsequente ao período de controle durante o qual o elemento de aquecimento (23a) foi desligado: determinar a temperatura atual na zona (29a) e se a temperatura atual na zona (29a) for menor que a temperatura alvo, ligar novamente o elemento de aquecimento (23a) e determinar um tempo remanescente atual para o elemento de aquecimento (23a) aquecer a zona (29a) até a temperatura alvo com base em uma taxa de variação atual da temperatura, na temperatura alvo e na temperatura atual da zona (29a).

5. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda: fazer com que o arranjo de aquecedor (23) desligue o elemento de aquecimento (23a) que está aquecendo a zona (29a) se for determinado que a temperatura atual é igual ou superior à temperatura alvo; e subsequentemente entrar em um modo de retenção de temperatura.

6. Método, de acordo com a reivindicação 5, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda: quando no modo de retenção de temperatura, ligar novamente o elemento de aquecimento (23a) se, além da temperatura atual ser pelo menos um primeiro valor limiar de temperatura abaixo da temperatura alvo, uma ou mais das seguintes condições também forem atendidas: a temperatura atual está abaixo da medição de temperatura anterior; um tempo maior do que um primeiro valor limiar de tempo expirou desde que o elemento de aquecimento (23a) foi desligado, e a temperatura atual é pelo menos um segundo valor limiar de temperatura abaixo da temperatura alvo; e um tempo maior do que um segundo valor limiar de tempo expirou desde que o elemento de aquecimento (23a) foi desligado, em que o segundo valor limiar de temperatura é superior ao primeiro valor limiar de temperatura; e o segundo valor limiar de tempo é maior que o primeiro valor limiar de tempo.

7. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda a alteração da temperatura alvo durante uma sessão de utilização do aparelho (1).

8. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda a determinação da temperatura atual na zona (29a) em primeiros intervalos de tempo dados.

9. Método, de acordo com a reivindicação 8, CARACTERIZADO pelo fato de que os períodos de controle duram pelos segundos intervalos de tempo dados, os segundos intervalos de tempo dados sendo maiores do que os primeiros intervalos de tempo dados.

10. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, CARACTERIZADO pelo fato de que: o arranjo de aquecedor (23) compreende uma pluralidade de elementos de aquecimento (23a), e o método compreende ainda: proporcionar pelo menos um sensor de temperatura associado a cada um da pluralidade de elementos de aquecimento (23a); e independentemente implementar o método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9 para cada um da pluralidade de elementos de aquecimento (23a).

11. Aparelho (1) configurado para aquecer material fumável para volatilizar pelo menos um componente do referido material fumável CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: um arranjo de aquecedor (23) compreendendo um elemento de aquecimento (23a); um controlador configurado para implementar um circuito de controle de aquecedor para controlar o elemento de aquecimento (23a) do arranjo de aquecedor (23) para aquecer uma zona (29a) do aparelho (1) até uma temperatura alvo, em que o circuito de controle compreende, em um ou mais períodos de controle sucessivos, as etapas de: determinar a temperatura atual na zona (29a); determinar uma taxa de variação atual de temperatura na zona (29a); e determinar um tempo remanescente atual para o elemento de aquecimento (23a) aquecer a zona (29a) até a temperatura alvo com base na taxa de variação atual da temperatura, na temperatura alvo e na temperatura atual da zona (29a).

12. Aparelho (1), de acordo com a reivindicação 11, CARACTERIZADO pelo fato de que o controlador é ainda configurado para: fazer com que o arranjo de aquecedor (23) desligue o elemento de aquecimento (23a) que está aquecendo a zona (29a) se o tempo remanescente atual para o elemento de aquecimento (23a) expirar.

13. Aparelho (1), de acordo com a reivindicação 11 ou reivindicação 12, CARACTERIZADO pelo fato de que o controlador é ainda configurado para: fazer com que o arranjo de aquecedor (23) desligue o elemento de aquecimento (23a) que está aquecendo a zona (29a) se o tempo remanescente atual para o elemento de aquecimento (23a) calculado no período de controle atual expirar durante o período de controle atual.

14. Aparelho (1), de acordo com a reivindicação 12 ou reivindicação 13, CARACTERIZADO pelo fato de que o controlador é ainda configurado para: em um período de controle subsequente ao período de controle durante o qual o elemento de aquecimento (23a) foi desligado: determinar uma temperatura atual na zona (29a) e, se a temperatura atual na zona (29a) for menor que a temperatura alvo, ligar novamente o elemento de aquecimento (23a) e determinar um tempo remanescente atual para o elemento de aquecimento (23a) aquecer a zona (29a) até a temperatura alvo com base em uma taxa de variação atual de temperatura, na temperatura alvo e na temperatura atual da zona (29a).

15. Aparelho (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 11 a 14, CARACTERIZADO pelo fato de que o controlador é ainda configurado para: fazer com que o arranjo de aquecedor (23) desligue o elemento de aquecimento (23a) que está aquecendo a zona (29a) se for determinado que a temperatura atual está na temperatura alvo ou acima dela; e subsequentemente entrar em um modo de retenção de temperatura.

16. Aparelho (1), de acordo com a reivindicação 15, CARACTERIZADO pelo fato de que o controlador é ainda configurado para: quando no modo de retenção de temperatura, ligar novamente o elemento de aquecimento (23a) se, além de a temperatura atual estar pelo menos um primeiro valor limiar de temperatura abaixo da temperatura alvo, uma ou mais das seguintes condições também forem atendidas: a temperatura atual está abaixo da medição de temperatura anterior; um tempo maior do que um primeiro valor limiar de tempo expirou desde que o elemento de aquecimento (23a) foi desligado, e a temperatura atual é pelo menos um segundo valor limiar de temperatura abaixo da temperatura alvo; e um tempo maior do que um segundo valor limiar de tempo expirou desde que o elemento de aquecimento (23a) foi desligado, em que o segundo valor limiar de temperatura é superior ao primeiro valor limiar de temperatura; e o segundo valor limiar de tempo é maior que o primeiro valor limiar de tempo.

17. Aparelho (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 11 a 16, CARACTERIZADO pelo fato de que o controlador está ainda configurado para alterar a temperatura alvo durante uma sessão de utilização do aparelho (1) disposto para aquecer material fumável.

18. Aparelho (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 11 a 17, CARACTERIZADO pelo fato de que o controlador é adicionalmente configurado para determinar a temperatura atual na zona (29a) em primeiros intervalos de tempo dados.

19. Aparelho (1), de acordo com a reivindicação 18, CARACTERIZADO pelo fato de que os períodos de controle duram pelos segundos intervalos de tempo dados, os segundos intervalos de tempo dados sendo maiores que os primeiros intervalos de tempo dados.

20. Aparelho (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 11 a 19, CARACTERIZADO pelo fato de que o aparelho (1) compreende ainda: um alojamento contendo o arranjo do aquecedor (23); e um bocal.

21. Meio de armazenamento legível por computador não transitório CARACTERIZADO pelo fato de que compreende um conjunto de instruções legíveis por computador, que, quando executadas por um sistema de processamento, fazem com que o sistema de processamento execute um método para controlar um arranjo de aquecedor (23) em um aparelho (1) disposto para aquecer material fumável para volatilizar pelo menos um componente do referido material fumável, o método compreendendo: implementar um circuito de controle de aquecimento para controlar um elemento de aquecimento (23a) do arranjo de aquecedor (23) para aquecer uma zona (29a) do aparelho (1) até uma temperatura alvo, em que o circuito de controle compreende, em um ou mais períodos de controle sucessivos, as etapas de: determinar a temperatura atual na zona (29a); determinar uma taxa de variação atual de temperatura na zona (29a); e determinar um tempo remanescente atual para o elemento de aquecimento (23a) do arranjo de aquecimento (23) aquecer a zona (29a) até a temperatura alvo com base na taxa de variação atual de temperatura, na temperatura alvo e na temperatura atual da zona (29a).