BR112019015092A2

BR112019015092A2 - Dispositivo eletrônico de provisão de vapor, método para operar dispositivo eletrônico

Info

Publication number: BR112019015092A2
Application number: BR112019015092-7A
Authority: BR
Inventors: Otiaba Kenny; Leadley David
Original assignee: Nicoventures Holdings Limited
Priority date: 2017-01-23
Filing date: 2018-01-10
Publication date: 2020-03-10
Also published as: JP6866486B2; EP3570692A1; CN110213972A; US11432589B2; CA3050349C; EP3570692B1; CA3050349A1; JP2020505002A; WO2018134564A1; KR20190095452A; PH12019501417A1; GB201701102D0; US20200046025A1; KR102291001B1; US20230109248A1; RU2714872C1

Abstract

dispositivo eletrônico de provisão de vapor compreende: um primeiro aquecedor resistivo elétrico para vaporizar um material precursor para gerar vapor em um fluxo de ar para inalação por um usuário e um segundo aquecedor resistivo elétrico para vaporizar o material precursor e/ou aquecer o referido fluxo de ar. o primeiro aquecedor resistivo elétrico tem um primeiro coeficiente de resistência térmica que é inferior a um segundo coeficiente de resistência térmica do segundo aquecedor resistivo elétrico. dispositivo inclui ainda um sistema de controle para monitorar uma mudança na resistência de pelo menos o segundo aquecedor elétrico resistivo. o segundo aquecedor de resistência elétrica serve, portanto, tanto como aquecedor quanto como monitor de temperatura.

Description

DISPOSITIVO ELETRÔNICO DE PROVISÃO DE VAPOR, MÉTODO PARA

OPERAR DISPOSITIVO ELETRÔNICO

Campo da invenção [0001] A presente divulgação refere-se a um sistema de fornecimento de vapor eletrônico, por exemplo, um cigarro eletrônico.

Estado da arte [0002] Os sistemas eletrônicos de provisão de vapor, tais como cigarros eletrônicos, contêm geralmente um reservatório de liquido que deve ser vaporizado (referido aqui como liquido eletrônico). Estes sistemas são também providos de um aquecedor, por exemplo uma bobina de arame, e alguma forma de mecanismo de transporte (por exemplo um pavio) para transportar o liquido do reservatório para o aquecedor. Tais sistemas geralmente também contêm uma unidade de controle e uma bateria, pela qual a unidade de controle opera a bateria para fornecer energia a um aquecedor para vaporizar uma pequena quantidade do liquido, tal vapor que é então inalado pelo usuário. A maioria dos cigarros eletrônicos é alimentada por baterias de ions de litio recarregáveis (ou células), que podem ser encontradas em uma ampla faixa de dispositivos, não apenas em cigarros eletrônicos. Muitas vezes, o reservatório e o aquecedor estão localizados em uma unidade (denominada cartucho ou cartomizador), enquanto a bateria e a unidade de controle estão localizadas em uma unidade destacável separada (às vezes chamada de unidade de controle ou parte de dispositivo).

[0003] Um cigarro eletrônico, portanto, geralmente incorpora dois consumiveis, primeiro o liquido a ser vaporizado e, em

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2/35 segundo, a energia na bateria. Em relação ao primeiro, uma vez esgotado o reservatório de liquido, pelo menos uma porção do dispositivo que contém o reservatório, e o cartucho podem ser descartados para permitir a substituição por um novo cartucho (embora alguns sistemas permitam a recarga do cartucho). Em relação a este último, um cigarro eletrônico normalmente fornece alguma forma de conector elétrico para receber energia de uma fonte de carga externa, permitindo assim que a bateria dentro do cigarro eletrônico seja recarregada. Por conseguinte, a porção de dispositivo é por vezes referida como o componente reutilizável, enquanto o cartucho é referido como o componente descartável.

[0004] Cigarro eletrônicos normalmente podem ser classificados como acionados por botão ou por tragada, de acordo com a forma como a unidade de controle determina quando ativar (fornecer energia para) o aquecedor. No primeiro, um usuário pressiona (ou toca) um botão na superfície externa do cigarro eletrônico, o que faz com que a unidade de controle ative o aquecedor. Neste último, um sensor de fluxo de ar ou de pressão é usado para detectar quando um usuário inala o cigarro eletrônico, e essa detecção desencadeia a ativação do aquecedor.

[0005] Um dos desafios para os cigarros eletrônicos é ser capaz de produzir vapor suficiente em um curto espaço de tempo - normalmente dentro de um segundo ou menos para um determinado sopro de usuário. Isso levou ao uso de células de lítio como a fonte de energia normal para esses dispositivos, como mencionado acima. Em alguns desenhos, o cigarro eletrônico também é fornecido com múltiplos aquecedores, por exemplo bobinas múltiplas, para suportar uma maior taxa de vaporização.

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3/35 [0006] Por outro lado, a utilização de aquecedores de alta potência dentro de cigarros eletrônicos não está isenta de problemas potenciais. Por exemplo, tais aquecedores podem contar com a vaporização do líquido para permanecerem frios. Em outras palavras, o líquido que entra no pavio esfria o aquecedor, assim como o primeiro aquecedor aquece e depois vaporiza o líquido. No entanto, isso pode levar a um problema se uma parte de um aquecedor, que é projetado para ser resfriado pela vaporização do líquido, não receber de fato líquido de entrada. Tal problema pode ser causado, por exemplo, pelo esgotamento do líquido no reservatório e/ou por algum bloqueio ou obstrução ao longo do pavio. Nessa situação, às vezes chamada de ressecamento, a bobina do aquecedor (ou outra forma de aquecedor) pode ficar mais quente do que o pretendido.

[0007] Um ressecamento ou outra forma de superaquecimento (por exemplo, devido a uma falha elétrica) pode causar vários problemas. Por exemplo, o aquecedor pode ficar quente o suficiente para danificar a si próprio ou a outros componentes dentro do sistema. Além disso, o calor pode fluir para uma superfície externa do sistema, que pode ficar quente para o usuário tocar. Além disso, se o líquido é vaporizado em uma porção superaquecida do aquecedor, isso pode levar a alguma quebra ou outras reações químicas no meio do líquido/vapor, potencialmente produzindo subprodutos com características de sabor ou segurança indesejadas.

[0008] Algumas tentativas um ressecamento ou outra fornecendo alguma forma de particular, tais sistemas foram feitas para proteger contra ocorrência de superaquecimento, sensoriamento de temperatura. Em podem tentar detectar um aumento

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4/35 súbito de temperatura, ou adjacente a, o aquecedor, caso em que a unidade de controle pode então decidir reduzir ou impedir a energia que flui da bateria para o aquecedor. No entanto, existem algumas restrições práticas ao fornecer esse sensor de temperatura. Por exemplo, o aquecedor está normalmente localizado no cartucho ou cartomizador, que é muitas vezes uma porção descartável - portanto, há pressão para manter o cartucho relativamente simples para minimizar custos recorrentes e desperdício para um usuário. Além disso, a interface entre um cartucho e uma porção ou dispositivo de controle é relativamente simples - novamente para reduzir custos e também para manter a facilidade de operação, conectividade, etc.

[0009] Uma abordagem para detectar ressecamentos em tais circunstâncias foi medir a resistência da bobina do aquecedor, como visto a partir da porção de controle. Assim, a parte de controle já tem duas conexões de energia (positiva e negativa) para o cartomizador e uma bateria fornecendo tensão conhecida (ou medida). Em seguida, torna-se viável monitorar o fluxo atual de/para o cartucho procurar uma alteração significativa durante o curso de um sopro de usuário.

[0010] Por exemplo, um ressecamento pode levar a um aumento localizado significativo na temperatura e, portanto, um aumento associado significativo na resistência elétrica. Isso, por sua vez, levará a uma queda na corrente que flui da porção do dispositivo para o cartomizador (e vice-versa). Essa corrente podería ser monitorada para detectar tal queda, e se ocorresse, a unidade de controle seria capaz de reduzir ou desligar a fonte de alimentação para a bobina do aquecedor.

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5/35 [0011] Embora essa abordagem para o monitoramento de ressecamentos seja teoricamente sólida, é difícil torná-la efetiva na prática. Em particular, para sistemas de cigarro eletrônicos conhecidos, o aumento da resistência devido a um ressecamento é relativamente pequeno comparado com a resistência geral da bobina do aquecedor e, portanto, é difícil determinar com certeza se uma queda percebida no fluxo de corrente é na verdade indicativo de um ressecamento genuíno ou alguma outra anormalidade. Consequentemente, o risco de superaquecimento localizado permanece relevante para muitos modelos de cigarro eletrônicos existentes.

Resumo [0012] A divulgação é definida nas reivindicações anexas.

[0013] Um dispositivo eletrônico de provisão de vapor compreende: um primeiro aquecedor resistivo elétrico para vaporizar um material precursor para gerar vapor em um fluxo de ar para inalação por um usuário; um segundo aquecedor resistivo elétrico para vaporizar o material precursor e/ou aquecer o referido fluxo de ar, em que o primeiro aquecedor resistivo elétrico tem um primeiro coeficiente de resistência térmica que é inferior a um segundo coeficiente de resistência térmica do segundo aquecedor elétrico resistivo; e um sistema de controle configurado para monitorar uma mudança na resistência de pelo menos o segundo aquecedor elétrico resistivo.

Breve descrição dos desenhos

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6/35 [0014] Várias concretizações da invenção serão agora descritas de forma detalhada a titulo de exemplo apenas com referência aos seguintes desenhos:

[0015] Figura 1 é um diagrama esquemático de um cigarro eletrônico de acordo com algumas concretizações da divulgação.

[0016] Figura 2 é um diagrama de circuito esquemático de alguns dos componentes elétricos e eletrônicos do cigarro eletrônico da Figura 1, de acordo com algumas concretizações da divulgação.

[0017] Figura 3 é um diagrama esquemático do aquecedor do cigarro eletrônico da Figura 1 de acordo com algumas concretizações da divulgação.

[0018] Figuras 4A-4C mostram exemplos de várias configurações possíveis para o aquecedor do cigarro eletrônico da Figura 1 de acordo com algumas concretizações da divulgação.

[0019] Figuras 5A e 5B mostram exemplos de várias disposições possíveis de circuitos para o aquecedor do cigarro eletrônico da Figura 1, de acordo com algumas concretizações da divulgação.

Descrição detalhada [0020] Como descrito acima, a presente invenção refere-se a um sistema eletrônico de provisão de vapor, tal como o cigarro eletrônico. Ao longo da descrição a seguir, o termo cigarro eletrônico é usado; no entanto, esse termo pode ser usado de forma intercambiável com o sistema eletrônico de provisão de vapor, sistema de entrega de aerossol eletrônico e outras expressões similares.

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7/35 [0021] A Figura 1 é um diagrama esquemático de um cigarro eletrônico 10 de acordo com algumas concretizações da divulgação (não em escala) . O cigarro eletrônico tem uma forma geralmente cilíndrica, que se estende ao longo de um eixo longitudinal indicado pela linha tracejada LA, e compreende dois componentes principais, nomeadamente um cartomizador 20 e um dispositivo ou parte do corpo 30. O cartomizador 20 é destacável do corpo 30, como mostrado na Figura 1, por exemplo, para permitir que o cartomizador 20 seja substituído (ou recarregado) se o líquido tiver sido esgotado. Em uso, o cartomizador 20 e o corpo 30 são unidos. Em particular, cada um dos cartomizador 20 e o corpo 30 é dotado com um respectivo conector 25A, 25B (referido aqui em combinação como conector 25) que proporciona conectividade mecânica e elétrica entre o cartomizador 20 e o corpo 30 quando estes estão ligados um ao outro. Por exemplo, o conector 25 pode fornecer um parafuso, baioneta ou encaixe por pressão entre o cartomizador 20 e o corpo 30.

[0022] A porção de corpo 30 inclui uma bateria ou unidade de célula 330, um botão de operação 340, uma placa de circuito impresso (PCI) 335 contendo vários componentes eletrônicos e o conector 25B (observe que a fiação elétrica entre esses componentes diferentes é omitida para maior clareza) . A unidade de bateria 330 é tipicamente recarregável e pode suportar a recarga através de uma conexão com fio a um ou mais do conector 25B, a um conector de ponta (não mostrado) localizado na extremidade do compartimento 30 oposto ao conector 25B, e/ou para um conector separado, por exemplo, um conector de microUSB (não mostrado) acessível através do lado externo do corpo 30. A bateria também pode suportar a recarga sem fios através da

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8/35 indução. (Na prática, a maioria dos cigarros eletrônicos fornece apenas um subconjunto de um ou dois ou desses recursos de recarga) . Embora apenas uma única PCI 335 seja mostrada na Figura 1, será apreciado que isto pode ser implementado como múltiplas PCIs. Além disso, o conector 25B e/ou a unidade de bateria 330 podem potencialmente incluir também uma PCB.

[0023] O botão 340 é acionado para ativar o cigarro eletrônico 10 para inalação. O botão 340 pode ser um botão de pressão, um botão sensível ao toque, um interruptor ou qualquer outra instalação adequada. Alguns cigarros eletrônicos podem permanecer ativados enquanto o botão 340 for operado (potencialmente sujeito a algum período máximo de ativação); outros cigarros eletrônicos podem ser ativados por um período de tempo pré-determinado (por exemplo, alguns segundos) em resposta a uma única operação do botão - por exemplo, uma operação do botão é usada para ativar o cigarro eletrônico para uma única tragada. Em geral, a ativação do cigarro eletrônico 10 envolve a energia da bateria 330 sendo fornecida através do conector 25 para o cartomizador 20 para vaporizar o líquido para inalação pelo usuário [0024] O cartomizador 20 inclui uma câmara interna contendo um reservatório 210 de líquido. O líquido do reservatório pode incluir nicotina em um solvente apropriado e pode incluir outros constituintes, por exemplo, para ajudar na formação de aerossol e/ou para aromatizante adicional. Este líquido pode ser mantido dentro da câmara em alguma forma de material, por exemplo, esponja, espuma ou algodão ou pode ser fornecido como líquido livre. A circulação através do centro do reservatório 210 é uma passagem de ar 215, que leva a um bocal 35. Em operação, o

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9/35 liquido do reservatório 210 é vaporizado (como descrito de forma detalhada abaixo), e o vapor então flui ao longo do tubo de ar 215 e para fora através do bocal 35 para ser inalado pelo usuário. Nota-se que, para maior clareza, os orifícios de entrada de ar e saída de ar não são mostrados na Figura 1. Os orifícios de entrada de ar podem ser providos no exterior do cartomizador 20, por exemplo, próximo do (ou como parte do) conector 25A. Os orifícios de entrada de ar podem alternativamente (ou adicionalmente) ser providos em uma superfície externa do corpo 30, caso em que o conector 25 incluirá geralmente um percurso de ar que se liga ao percurso de ar 215. Nota-se que embora a Figura 1 apresente o percurso de ar 215 como fluindo através do centro do reservatório 210 (que, portanto, tem uma forma tubular ou anelar), em outras implementações, o percurso de ar 215 pode ser proporcionado a um lado do reservatório 210, por exemplo longe do eixo principal LA, e adjacente à parede externa do cartomizador 20.

[0025] O cartomizador 20 está também provido de um pavio 225 que transporta líquido do reservatório 210 para um aquecedor ou vaporizador 235 para vaporização. O pavio pode ser formado por um material adequado, por exemplo, um material fibroso, tal como algodão (orgânico), fibra de vidro, etc., ou alguma outra forma de material poroso, por exemplo, uma cerâmica porosa, uma substância sintética e assim por diante. O cartomizador pode ser provido de vedação apropriada (não mostrada) em torno dos locais onde o pavio 225 passa do reservatório 210 para o percurso de ar 215 para evitar o vazamento de líquido do reservatório 210 diretamente para o percurso de ar 215 (ao invés de líquido ser transportado para o aquecedor 235 através do pavio 225).

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10/35 [0026] O aquecedor 235 é mostrado para simplicidade na Figura 1 como uma única bobina que é enrolada à volta do pavio 225 (embora, como será descrito em maior detalhe abaixo, a estrutura do aquecedor 235 seja mais complicada do que apenas uma única bobina). O aquecedor 235 está ligado eletricamente ao conector 25A pelos fios 230. Quando o botão 340 é pressionado (ou de outro modo operado), a unidade de controle 335 fornece energia à batería 330 através do conector 25 e aos fios 230 ao aquecedor 235, que vaporiza o líquido do pavio 225. Este vapor é então arrastado ao longo do percurso de ar e para fora através do bocal 35 para a boca de um usuário, pelo usuário que inspira (traga) no cigarro eletrônico. Além disso, o pavio 225 retira mais liquido eletrônico do reservatório 210 para substituir o líquido que foi vaporizado e, portanto, o cigarro eletrônico 10 está então pronto para uso posterior.

[0027] Embora o cigarro eletrônico 10 da Figura 1 seja operado (ativado) pelo botão 340, outros cigarros eletrônicos são sensíveis à tragada. Para este tipo de cigarro eletrônico 10, quando um usuário inala através da boca 35, o ar é introduzido no cigarro eletrônico 10 (tipicamente o corpo 30) através de um ou mais orifícios de entrada de ar, que estão apropriadamente localizados no fora do cigarro eletrônico 10. Este fluxo de ar (ou a mudança resultante na pressão) é detectado por um sensor de pressão ou de fluxo de ar que, por sua vez, ativa o aquecedor 235 para vaporizar o líquido do reservatório 210 (através do pavio 225). Alguns dispositivos também utilizam um mecanismo de ativação dupla, ou seja, eles são sensíveis à pressão, mas também exigem que um botão ou uma instalação semelhante seja operado para ativar o aquecedor.

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11/35 [0028] Embora o cigarro eletrônico 10 da Figura 1 seja mostrado como um dispositivo de duas partes, compreendendo um cartomizador 20 e um corpo 30, outras implementações podem compreender um dispositivo de peça única por exemplo, se o reservatório cartomizador 210 pode ser recarregado sem a necessidade de desmontagem do corpo 30, ou se o dispositivo se destina a ser descartado uma vez que todo o líquido do reservatório 210 tenha sido dispensado. Outras implementações podem compreender mais de dois componentes, por exemplo, a porção vaporizadora pode ser separada (separável) de um cartucho substituível de líquido.

[0029] A Figura 2 é um diagrama esquemático (simplificado) dos principais componentes elétricos (eletrônicos) do cigarro eletrônico 10 da Figura 1, em conformidade com algumas concretizações. Estes componentes estão geralmente localizados na porção do dispositivo (corpo) 30, uma vez que este é reutilizável (em vez de descartável). Nota-se que este diagrama está principalmente relacionado com conexões funcionais, em vez de fornecer linhas de energia aos vários componentes dentro do corpo 30 (embora a linha de fornecimento de energia da unidade de bateria 330 ao conector 25B seja mostrada).

[0030] Como discutido acima, a parte 30 de dispositivo inclui uma unidade de bateria 330 para alimentar o cigarro 10, bem como uma placa de circuito impresso (PCI) 335 na qual está montado um controlador 410. A PCI 335 pode ser posicionada ao lado, ou em uma extremidade da bateria 330. Na configuração mostrada na Figura 1, a PCI 335 está localizada entre a bateria 330 e o conector 25B. O controlador 410 pode compreender, por exemplo, um circuito integrado específico de aplicação (ASIC),

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12/35 microprocessador ou microcontrolador, para controlar o cigarro eletrônico 10. Em algumas implementações, o controlador 410 inclui um processador tal como uma CPU e memória (ROM e/ou RAM). As operações do controlador 410 (e, consequentemente, também outros componentes elétricos no cigarro eletrônico 10), são geralmente controladas, pelo menos em parte, por programas de software em execução no processador (e/ou em outros componentes elétricos, conforme apropriado). Tais programas de software podem ser armazenados em memória não volátil, a qual pode ser integrada no próprio controlador 410, ou fornecida como um componente separado (não mostrado). O processador pode acessar a ROM para carregar e executar programas de software individuais, como e quando necessário.

[0031] O corpo inclui também o conector 25B, que proporciona conectividade mecânica e elétrica entre o corpo 30 e o cartomizador 20.0 conector 25B inclui tipicamente dois contatos elétricos (não mostrado na Figura 2) para agir como terminais positivo e negativo para fornecimento de energia da batería 330 e o aquecedor 235 dentro do cartomizador 20. Os dois contatos elétricos podem ter qualquer configuração apropriada - por exemplo, lado a lado, ou um contato interno rodeado por um anel formando um contato externo, dependendo do projeto particular do conector 25.

[0032] O corpo 30 inclui ainda um botão 340, que é operado como discutido acima para ativar o cigarro eletrônico 10, e uma interface de usuário 480 (não mostrada na Figura 1). A interface de usuário 480 pode fornecer saída de áudio e/ou visual para fornecer informações de status a um usuário - por exemplo, uma luz que é verde quando a batería está totalmente carregada, mas

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13/35 laranja quando a bateria está quase descarregada. Diferentes sinais de áudio e/ou visuais para sinalizar diferentes estados ou condições podem ser fornecidos utilizando tons ou bips de diferentes sons e/ou duração, fornecendo múltiplos bips ou tons, utilizando luzes coloridas ou intermitentes, e assim por diante.

[0033] A unidade de bateria 330 utilizada no cigarro eletrônico 10 inclui mais frequentemente uma célula de ions de lítio. Este tipo de bateria produz uma tensão de saída quando totalmente carregada de cerca de 4,2V, diminuindo para cerca de 3, 6V quando descarregada. Outras concretizações, no entanto, podem utilizar outros tipos de bateria, conforme apropriado. A unidade de bateria 330 inclui também um sistema de controle de potência incorporado 450, que está ligado ao controlador 410. O controlador 410 é capaz de ligar e desligar a saída da bateria ao conector 25B utilizando o sistema de controle de potência 450 (o próprio controlador 410 pode ainda ser capaz de extrair alguma

energia	da unidade de bateria para	fornecer funcionalidade	de
controle	) .
[0034]	Na	maior parte do tempo,	o sistema de	controle	de
potência	450	impede geralmente a saída da bateria	330 para	o
conector	25B.	Contudo, se um usuário	opera o botão	340, então	o

controlador 410 pode sinalizar o sistema de controle de potência 450 para fornecer energia da unidade de bateria 330 ao aquecedor 235 durante um período de tempo pré-determinado, após o qual período de tempo pré-determinado, o controlador 410 instrui. O sistema de controle de potência 450 para desligar novamente a fonte de alimentação da unidade de bateria 330 para o cartomizador 20.

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14/35 [0035] O sistema de controle de potência 450 pode também ser capaz de regular a quantidade de corrente fornecida a partir da unidade de bateria 330 para o cartomizador 20. Uma forma de conseguir isto é utilizar a modulação de largura de impulso (PWM), na qual a unidade de bateria 330 fornece energia (on) por um primeiro período de tempo pré-determinado (T_on) , e depois não fornece energia (off) por um segundo período de tempo prédeterminado (Toff) . Esse padrão é repetido, com um período total de Ton + Toff, com um ciclo de serviço (a proporção de tempo gasto em) de T_on/ (T_on + T_Off) . O ciclo de serviço, portanto, está dentro do intervalo 0-1; como o aumento ciclo de serviço no sentido de uma (unidade), a saída de alimentação da unidade de bateria 330 se aproxima do máximo disponível a partir da unidade de bateria 330. Nota-se que o período de repetição (T_on + T_Off) é geralmente muito menor que o tempo de resposta térmica do aquecedor 235. Assim, a temperatura do aquecedor não oscila significativamente com os ciclos individuais do padrão PWM, mas reflete o ciclo de serviço total. Em outras palavras, a corrente de aquecimento efetiva fornecida com um ciclo de serviço de 0,5 é apenas metade da corrente de aquecimento efetiva que é fornecida com um ciclo de serviço de 1,0 (que, na verdade, representam a um nível constante de corrente sem PWM) . A corrente de aquecimento efetiva fornecida com um ciclo de serviço de 0,25 é então apenas metade da corrente de aquecimento efetiva que é fornecida com um ciclo de serviço de 0,5, e assim por diante. Assim, o controlador 410 pode definir o ciclo de serviço utilizado pelo sistema de controle de potência 450, de modo a gerir (controlar) o nível de potência fornecido a partir da bateria 330 para o cartomizador

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- incluindo desligar a energia fornecida ao cartomizador 20 definindo um ciclo de serviço de 0 (zero).

[0036] Existem várias razões para o controlador 410 usar PWM (ou qualquer outro esquema análogo) para controlar o nível de corrente fornecida a partir da bateria 330 para o cartomizador 20. Uma razão é para compensar a menor voltagem disponível da bateria 330 quando a bateria 330 está quase descarregada - ou seja, à medida que a tensão de saída cai, o ciclo de duração pode ser aumentado para ajudar a garantir que o nível de potência de saída seja mantido constante. Outra razão é a de proporcionar controle mais sofisticado sobre a temperatura do aquecedor, por exemplo, tendo um ciclo de alta duração (por exemplo, a unidade) durante uma parte inicial de uma tragada, de modo que a temperatura do aquecedor aumenta tão rapidamente quanto possível para uma temperatura operacional adequado e depois reduzir o ciclo de serviço assim que esta temperatura operacional tenha sido alcançada, de modo que o aquecedor 235 permaneça na temperatura operacional (mas não fique aquecido acima).

[0037] Como também mostrado na Figura 2, o caminho de fornecimento da bateria 330 para o conector 25B (e, portanto, para o cartomizador 20) inclui um monitor de corrente 460. O monitor de corrente 460 mede a quantidade de corrente a ser retirada da bateria 330 e fornecida ao cartomizador 20. Em termos gerais, um cartomizador 20 levará uma corrente bastante grande da bateria 330, por exemplo, de 1 para vários amperes, de modo a operar o aquecedor 235 para proporcionar uma rápida vaporização do liquido. Assumindo uma saída de 4V para uma bateria de ions de litio e uma corrente de 2A, isto implica uma resistência para a cartomizador 20 de cerca de 2 ohms. O monitor de corrente 460

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16/35 pode operar de qualquer maneira adequada. Por exemplo, pode medir diretamente a passagem da corrente (por exemplo, detectando o campo magnético resultante) ou medir a tensão através de um resistor conhecido. 0 monitor de corrente 460 informa continuamente ao controlador 410 o valor medido da corrente fornecida ao cartomizador 20, e mais particularmente ao aquecedor 235. Isto permite ao controlador 410 seguir a corrente fornecida ao cartomizador 20.

[0038] 0 controlador 410 pode também medir a tensão de saída da bateria 330 (que, como referido acima, irá geralmente cair durante o ciclo de descarga) . Isto pode ser alcançado, por exemplo, comparando contra uma ou mais fontes de referência de tensão (não mostradas na Figura 2) . Assumindo que a queda de tensão através do monitor de corrente 460 é conhecida (ou pode ser compensada) , a combinação dos valores de tensão e corrente fornecidos ao cartomizador 20 pode ser usada para determinar a resistência do cartomizador 20.

[0039] Embora a Figura 2 mostre um exemplo de configuração para os componentes eletrônicos do cigarro eletrônico, o perito estará ciente de muitas configurações diferentes possíveis. Por exemplo, na implementação da Figura 2, o controlador 410 utiliza o sistema de controle de potência 450 tanto para implementar uma configuração on/off para a saída da bateria 330 para o cartomizador 20, como também para gerir o ciclo de serviço quando existe uma configuração para fonte de alimentação. Em algumas implementações, no entanto, pode haver uma primeira unidade para determinar a configuração on/off da saída da bateria 330 para o cartomizador 20, e uma segunda unidade para gerenciar o ciclo de serviço (ambas sob o controle do controlador 410) . Além disso,

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17/35 embora o botão 340 seja mostrado na Figura 2 como ligação ao controlador 410, o mesmo controla então o fornecimento de energia da unidade de bateria 330 para o cartomizador 20 em conformidade, em outras implementações, o botão pode ser colocado diretamente sobre a linha de alimentação da unidade de bateria 330 para a cartomizador 20, e abrir ou fechar esta linha de alimentação de acordo com o estado operacional do botão. Além disso, a funcionalidade do controlador 410 pode ser distribuída através de um ou mais componentes que agem em combinação como um controlador 410.

[0040] Figura 3 é um diagrama esquemático do aquecedor 235 do cigarro eletrônico da Figura 1 de acordo com algumas concretizações da divulgação. O aquecedor 235 compreende duas bobinas enroladas em torno do pavio 225, a primeira bobina denotada 426, a segunda bobina denotada 427. (Nota-se que para clareza, a bobina 427 está representada esquematicamente através de uma linha tracejada para distingui-la da bobina 426, no entanto, na prática ambas as bobinas são contínuas, a fim de apoiar o fluxo de eletricidade ao longo de seu comprimento).

[0041] A primeira bobina 426 é tipicamente feita de um material convencional para uma bobina de aquecimento de cigarro eletrônicos, tal como níquel-cromo - uma liga de níquel e cromo. Um exemplo padrão de liga níquel-cromo para uso como fio aquecedor de bobina é formado de aproximadamente de 80% Ni e 20% Cr (em massa), embora outras ligas de níquel podem incluir pequenas quantidades de outros materiais, como ferro e/ou carbono, e também as proporções de níquel e cromo são bastante variáveis. As principais razões para o uso de bobina de níquelcromo como uma bobina de aquecimento são a resistência à oxidação

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18/35 e estabilidade geral à alta temperatura, e também a sua resistência à corrosão (que é importante quando a bobina é usada para vaporizar um líquido).

[0042] Como discutido acima, foi considerado usar a resistência de uma bobina de aquecedor para avaliar a temperatura em um cigarro eletrônico. Assim, em uma aproximação linear, a variação da resistência de um material, por exemplo, uma bobina de aquecimento, com temperatura pode ser representado como:

R(T) = R (To) (1+ αΔΤ) onde R (T) é a resistência à temperatura T (e agora, por simplicidade, ser escrito como R , R (To) é a resistência na temperatura To (e agora, por simplicidade, ser escrita como Ro) , ΔΤ = T-T o e α é o coeficiente de resistência a temperatura. Para níquel-cromo, um valor típico deste coeficiente é relativamente baixo em: α«4χ10~⁴ K para T o = 293K (NB o valor real é sensível para a composição precisa, etc.) Como resultado, a mudança na resistência com a temperatura é relativamente pequena e, portanto, a sensibilidade às variações de temperatura é igualmente muito baixa.

[0043] Considere-se, por exemplo, uma bobina de aquecimento de níquel-cromo contendo uma resistência de 2Ω quando se opera a uma temperatura de 200 °C (473K). Se considerarmos agora que uma parte (20%) da bobina sobreaquece em mais 50 °C, ou seja, 250 °C (523K), então temos as duas expressões seguintes para a resistência total antes e depois do superaquecimento:

= Ro (1 + «180)

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R = O,2R_o (1+ α230) + 0,8x2 [0044] Eliminando Ro, temos a seguinte expressão:

R = 1,6 + [0,4 (1+ α230)/(1 + α180)] [0045] Assumindo que a estas temperaturas ainda temos a«4xl0~ ⁴ K , podemos multiplicar para encontrar:

R = 1,6 + 0,4075 = 2,0075 Ω - (Exemplo 1) [0046] Em outras palavras, a mudança na resistência da bobina como um todo é de apenas 0,0075Ω em termos absolutos, ou 0,375% em termos relativos. Será apreciado que esta alteração é difícil de medir com precisão (especialmente no contexto de cigarro eletrônico 10).

[0047] Mesmo se mudarmos as figuras, de modo que a bobina inteira aumente a temperatura em 100 °C, ou seja, de 473K (Tl) para 573K (T2), então temos as duas expressões a seguir para a resistência geral antes e depois do superaquecimento:

= R0 (1 + α (Tl-To) )

R = R0 (1 + α (T2-To) ) [0048] Novamente eliminando R0 temos:

R = 2 [ (1+ α(Τ2-Το))/(1 + a(Tl-T₀))] [0049] E nós multiplicamos para encontrar:

R = 2,075 Ω - (Exemplo 2) [0050] Portanto, a mudança na resistência para a bobina como um todo ainda é de apenas 0,075Ω em termos absolutos, ou 3,73% em termos relativos.

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20/35 [0051]

Observe que, como as alterações na resistência são relativamente pequenas, podemos aproximar a fórmula acima, R = [ (1 + α(Ϊ2-Το))/(1 + α(Τι-Το))], como a seguir:

R(T2)/R(T1) = [(1+ α (T2-T0) ) . [ (1 + α (Τι-Τ₀))] ~ 1 + α (T2-T1) [0052] Em vista das considerações acima, a segunda bobina 427 da Figura 3 é feita de um material diferente da bobina 426. Por exemplo, esta bobina pode ser feita de titânio, que é refratário (resistente a altas temperaturas) e também resistente à corrosão. Além disso, o coeficiente de temperatura de resistência para titânio é α«3,5χ10 ~³ K (novamente, isto é sensível a impurezas, etc.).

[0053] Assumimos que a primeira bobina 426 e a segunda bobina 427 estão ligadas em série, e que cada bobina tem uma resistência de 1Ω à temperatura de funcionamento normal (pré-definida). Isto então dá uma resistência total para o aquecedor geral de 2Ω, isto é, o mesmo que para os exemplos 1 e 2 acima (e, portanto, a mesma potência é fornecida ao aquecedor para uma dada tensão de alimentação). Para a situação do exemplo 1 acima, em que se supõe que 20% de cada aquecedor suba um adicional de 50 ° C, o aumento total na resistência é de aproximadamente 0,0037 Ω para a bobina 426 e 0,021 Ω para a bobina 427, para dar um aumento na resistência total de aproximadamente 0,0247 Ω - isto é mais de 3 vezes maior do que o obtido no exemplo 1 f ou apenas bobina 427 por si só. Um aumento similar também é alcançado se a primeira bobina 426 e a segunda bobina 427 estiverem conectadas em paralelo, e cada bobina tiver uma resistência de 4Ω (o que daria novamente uma resistência total para o aquecedor total de 2Ω, isto é, o mesmo que para exemplos 1 e 2 acima).

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21/35 [0054] A utilização da primeira bobina 426 e da segunda bobina 427, em que a segunda bobina 427 tem um coeficiente de resistência térmica significativamente maior, proporciona uma capacidade aumentada para monitorar, detectar e proteger contra o superaquecimento no interior do cigarro eletrônico 10, mais particularmente, dentro do cartomizador 20 (ou outra porção do cigarro eletrônico 10 que inclui as primeira 426 e segunda 427 bobinas). Como mencionado anteriormente, tal superaquecimento pode resultar em uma exaustão localizada ou completa do líquido para vaporização pelo aquecedor 235, ou de várias outras fontes, tais como uma falha elétrica, operação em um espaço confinado (portanto nenhum resfriamento externo), etc. A alta sensibilidade à temperatura fornecida de acordo com alguns exemplos pode também (ou alternativamente) ser usada para ajudar a manter uma temperatura desejada de vaporização durante o funcionamento normal do cigarro eletrônico.

[0055] Em funcionamento, portanto, o monitor de corrente 460 controla o nível de corrente fornecido ao aquecedor 235. Em alguns casos, o nível de corrente pode ser utilizado indiretamente como um indicador de resistência, assumindo, com efeito, uma tensão constante (durante um período de tempo de interesse). Alternativamente, o sistema pode monitorar diretamente a resistência combinando o nível de corrente monitorado com uma tensão conhecida, estimada ou medida fornecida ao cartomizador 20 pela bateria 330. Para tanto a abordagem indireta ou direta, o controlador 410 rastreia a indicação monitorada do nível de resistência e detecta qualquer situação anômala - por exemplo, um aumento relativamente repentino no nível de resistência indicado e/ou um nível

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22/35 anormalmente alto de resistência. Tendo em mente que a resistência normalmente aumenta com a temperatura (embora alguns materiais tenham um coeficiente de resistência térmica negativo), um aumento súbito da resistência monitorada ou um valor anormalmente alto dessa resistência (por exemplo) pode indicar superaquecimento dentro do cartomizador.

[0056] Na prática, o controlador pode ser fornecido com vários limites (ou similares) para ajudar a discriminar entre o comportamento normal e o anormal. Por exemplo, quando o botão 340 é primeiro operado e o aquecedor 235 é ativado, espera-se que a resistência do aquecedor aumente (e consequentemente a corrente caia). Isso representaria a operação normal do dispositivo. No entanto, se a resistência do aquecedor continuou a subir, ou aumentou repentinamente mais tarde, durante a inalação, este é o mais provável para representar o funcionamento anormal do dispositivo. Por conseguinte, o controlador 410 pode ser configurado, por exemplo, para procurar uma queda atual (e, portanto, aumento de temperatura) que ocorre após um limite de tempo pré-determinado desde o início de uma inalação. As configurações apropriadas para esses limites podem ser determinadas empiricamente e/ou modelando a operação de um determinado dispositivo.

[0057] Em outras implementações, o controlador 410 pode ser configurado para procurar uma queda de corrente (e consequentemente um aumento de temperatura) durante o período de aquecimento inicial (em vez de, ou tão tarde quanto no procedimento de aquecimento). Uma motivação para isso seria fornecer uma identificação rápida de qualquer problema potencial em cada ocasião em que o dispositivo é usado, para que ações

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23/35 corretivas apropriadas possam ser tomadas o mais rápido possível. Outra motivação é que alguns sistemas usam um período inicial de potência total (ciclo de serviço da unidade) para aquecer o elemento de aquecimento até uma temperatura desejada, e depois reduzir o ciclo de serviço para manter o elemento de aquecimento nesta temperatura desejada. Isto pode ser mais fácil na prática para identificar um aumento anômalo na resistência durante a fase inicial de potência total constante do que na fase subsequente quando a potência é modulada de acordo com o ciclo de serviço reduzido.

[0058] Se o controlador 410 detectar alguma situação anormal com base no nível atual, tal como monitorado pelo monitor 460, por exemplo, uma queda repentina na corrente que pode ser causada por um aumento na resistência, tipicamente representativo de superaquecimento, o controlador 410 pode tomar medidas corretivas (compensatórias). Por exemplo, o controlador 410 pode instruir o sistema de controle de potência 450 para restringir (reduzir) ou mesmo desligar a fonte de alimentação da bateria para o aquecedor 335. O controlador 410 também pode fornecer alguma forma de aviso visual a um usuário via interface do usuário 480.

[0059] O uso da primeira bobina 426 e da segunda bobina 427, como descrito acima, para proporcionar tal detecção e, portanto, proteção contra o superaquecimento, oferece várias vantagens. Assim, ao incluir uma segunda bobina 427 que tem um maior coeficiente de resistência térmica (e, portanto, maior sensibilidade térmica) do que a primeira bobina 426, o dispositivo torna-se mais sensível a esse superaquecimento, na medida em que um dado nível de superaquecimento produz uma maior

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24/35 mudança na resistência e, logo no nível atual, que pode, portanto, ser detectado mais facilmente. Por outro lado, pode não ser desejável ter o aquecedor 235 feito inteiramente de um material contendo um coeficiente de resistência térmica mais elevado (isto é, com efeito usando apenas a segunda bobina 427, não a primeira bobina 426). Por exemplo, o material da segunda bobina 427 pode ser mais caro, ou menos eficiente no aquecimento, ou mais susceptível à corrosão, etc. Em alguns casos, é desejável, portanto, fazer um arranjo onde maior parte da energia fornecida pelo cartomizador 20 é utilizada pela primeira bobina 426 em vez da segunda bobina 427 (por exemplo, porque esta é mais eficiente, ou pode ajudar a proteger a bobina 427). Algumas opções possíveis para abordar essas várias preocupações são discutidas abaixo.

[0060] Além disso, a utilização da primeira bobina 426 e da segunda bobina 427 é consistente com uma interface de dois terminais convencional entre o cartomizador 20 e a porção de dispositivo 30 (em contraste, por exemplo, com a utilização de um sensor dedicado, que pode requerer separação do aquecedor 35 e, portanto, um terminal adicional entre o cartomizador 20 e a porção de dispositivo 30). Além disso, o aquecedor 235 pode ser concebido de tal modo que a energia elétrica dissipada pela segunda bobina 427 contribua para o funcionamento global do cigarro eletrônico 10. Por exemplo, pode auxiliar na vaporização ou aquecer o fluxo de ar através do cartomizador 20 (a jusante ou a montante do próprio aquecedor 235) . Consequentemente, a primeira bobina 426 pode ser considerada principalmente como uma bobina de aquecimento, e secundariamente como uma bobina de sensor (para monitorar a resistência), enquanto a segunda bobina

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427 pode ser considerada principalmente como uma bobina de sensor e secundariamente como uma bobina de aquecimento. Essa abordagem pode, portanto, ajudar a manter a eficiência e, ao mesmo tempo, oferecer melhor funcionalidade em termos de proteção contra superaquecimento.

[0061] Tipicamente, o coeficiente de resistência térmica da segunda bobina 427 é superior ao coeficiente de resistência térmica da primeira bobina 426 por um fator significativo, por exemplo, pelo menos dois, preferivelmente quatro, de preferência oito (como para o exemplo acima de niquel-cromo e titânio). Em algumas implementações, o coeficiente de resistência térmica da primeira bobina 426 é inferior a IxlCh³Kf¹ à temperatura ambiente, por exemplo, menos do que 5xlCh⁴ Kt¹ à temperatura ambiente para várias formas de niquel-cromo, enquanto o segundo coeficiente de resistência térmica da segunda bobina 427 é maior que 1x10 ~³ K à temperatura ambiente, por exemplo, maior que 2,5x10 ~³ K ~⁴ à temperatura ambiente para titânio ou outros metais/ligas, como níquel ou aço.

[0062] Os exemplos dados acima têm a primeira bobina 426 em paralelo ou em série com a segunda bobina 427. Será apreciado que a primeira opção é bem adequada ao padrão dos fios de ligação 230 mostrados na Figura 1, que tem um fio para conector 25A de cada extremidade do aquecedor 235. No entanto, o padrão de fios de ligação utilizados para a última opção pode ser diferente do mostrado na Figura 1, por exemplo, ambos os fios de ligação ao conector 25A vão de uma extremidade do aquecedor 235, e primeira e segunda bobinas 426, 427 unem-se na extremidade oposta do aquecedor 235. O perito estará ciente de outras disposições

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potenciais de	fiação de acordo	com as	várias configurações
possíveis das	bobinas.
[0063] As	Figuras 4A-4 C	mostram	exemplos	de várias
configurações	possíveis para o	aquecedor	235. A	Figura 4A é

similar ao arranjo da Figura 3, exceto que a segunda bobina 427 está situada a apenas ao longo da porção central do aquecedor 235. Será apreciado que esta parte central do aquecedor representa o ponto adicional de transporte de líquido ao longo do pavio 225 a partir do reservatório 210 para o arranjo típico, no qual ambas as extremidades do pavio 225 estão em contato com um líquido no reservatório 210, e, portanto, é potencialmente mais propenso a secar. A redução do comprimento da segunda bobina 427 pode ajudar a economizar custos e/ou reduzir a resistência da segunda bobina 427 - o último aspecto pode permitir que a maior parte da energia seja dissipada pela primeira bobina 426, embora com uma sensibilidade correspondentemente reduzida à temperatura (para uma disposição em série, pelo menos).

[0064] A Figura 4B mostra uma vista em corte transversal, isto é, perpendicular aos eixos de bobinas, com a primeira bobina 426 enrolada de novo no pavio 225. Nesta implementação, no entanto, a segunda bobina 427 tem um raio maior do que a primeira bobina 426, e por isso é separada do pavio 225. Esta configuração pode ser útil para reduzir o contato direto entre o líquido no pavio 225 e a segunda bobina 427, por exemplo, para ajudar a minimizar a possível corrosão. No entanto, o calor da segunda bobina 427 pode ainda contribuir para a vaporização do líquido. Nota-se que nesta implementação, a segunda bobina 427 pode estender o comprimento axial total da primeira bobina 426, como

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27/35 mostrado na Figura 3, ou apenas parte do comprimento, como mostrado na Figura 4B.

[0065] A Figura 4C mostra outra implementação, novamente com a primeira bobina 426 enrolada em torno de um pavio 225. Contudo, nesta implementação, a segunda bobina 427 foi substituída por dois aquecedores de fita 527A e 527B, posicionados acima e abaixo da primeira bobina 426 (mas não em contato com a primeira bobina 426) . A geometria desta configuração é, consequentemente, algo semelhante à da Figura 4B, com o aquecedor do material termicamente mais sensível fora da primeira bobina 426, mas é utilizado um tipo diferente de aquecedor resistivo (não uma bobina). Este arranjo dos aquecedores de fitas 527A, 527B pode ser usado se, por exemplo, mais material sensível era mais difícil ou caro para formar um fio, ou para fornecer um nível diferente de resistência em comparação com um fio de bobina, etc.

[0066] As Figuras 5A e 5B mostram exemplos de duas disposições possíveis de circuito para o aquecedor 235 (estes diagramas destinam-se a ilustrar ligações elétricas, em vez de configurações físicas ou espaciais). A Figura 5A mostra a primeira bobina 426 e o pavio 225 ligada ao ponto médio da segunda bobina, que é representada por duas porções helicoidais 627A e 627B. Esta disposição é alimentada por dois terminais 626A e 626B, que podem ser fornecidos pelo conector 25A. Uma motivação potencial para este arranjo é que cada porção de bobina 627A, 627B da segunda bobina 627 carrega somente metade da corrente da primeira bobina 426 (assumindo que as duas porções de bobina 627A, 627B têm aproximadamente a mesma resistência uma da outra) . Isto pode ser útil para reduzir a dissipação de

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28/35 energia na segunda bobina 427 em comparação com a dissipação de energia na primeira bobina 426, por exemplo, para proteger a segunda bobina 427 e/ou utilizar um aquecimento mais eficiente na primeira bobina 426.

[0067] Nota-se que na Figura 5A, as porções de bobina 627A, 627B podem alternativamente ser consideradas como duas bobinas separadas. Em geral, o cartomizador 20 da presente abordagem não está limitado a ter apenas duas bobinas (ou, mais geralmente, dois aquecedores resistivos), mas pode ter outras bobinas ou aquecedores, se assim for desejado, de acordo com as circunstâncias particulares de qualquer implementação.

[0068] Na Figura 5A, o cartomizador 20 tem apenas dois terminais elétricos (com efeito, positivo e negativo) para a ligação elétrica com a parte do dispositivo, representada pelos contatos 626A e 626B. No entanto, a Figura 5B mostra outra disposição, na qual o conector 25A suporta três (ou mais) terminais elétricos. Neste arranjo, um primeiro terminal 726A é usado como uma alimentação para a primeira bobina 426 (ou aquecedor), e um segundo terminal 726B é usado como um suprimento para a segunda bobina 427 (ou aquecedor), com ambas as bobinas compartilhando um retorno de solo comum 726C. Será apreciado que esta configuração oferece considerável flexibilidade, na medida em que a corrente fornecida à primeira bobina 426 pode ser ajustada a um nível para a vaporização apropriada, enquanto a corrente fornecida à segunda bobina 427 pode ser ajustada a um nível diferente para detecção térmica (embora a segunda bobina 427 ainda ajude no aquecimento e/ou vaporização). Nota-se que nesta configuração, o monitor de corrente 460 iria monitorar o nível de corrente fornecido à segunda bobina via contato 726B.

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Este arranjo proporciona uma boa sensibilidade à variação térmica, porque a sensibilidade da segunda bobina 427 não é, de fato, diluída pela primeira bobina 426, embora os conectores s

25A, 25B sejam agora mais complexos (devido ao terminal extra).

[0069] Considerando as Figuras 4A-4C e 5A-5B em geral, pode ser visto que a primeira bobina 426 e a segunda bobina 427 são exemplos de resistências elétricas resistentes, e outras formas de tais aquecedores resistivos podem ser usadas para uma ou ambas as bobinas como apropriado. Além disso, o posicionamento relativo e a configuração dos dois aquecedores resistivos podem ser modificados individualmente conforme apropriado, dependendo dos detalhes de qualquer implementação, e também de suas propriedades elétricas (resistência, conectividade, etc.). Essas variações podem ser exploradas para ajudar a resolver vários critérios, como a sensibilidade térmica geral (conforme fornecido ao sistema de monitoramento na parte do dispositivo), e as necessidades particulares da bobina ou aquecedor com maior sensibilidade térmica (por exemplo, dissipação de energia reduzida, contato de líquido reduzido, etc.).

[0070] No geral, as várias implementações descritas aqui, por conseguinte, fornecer, inter alia, um dispositivo de fornecimento de vapor eletrônico, compreendendo: um primeiro aquecedor resistivo elétrico para a vaporização de líquido para gerar vapor, em uma corrente de ar para inalação por um usuário; um segundo aquecedor resistivo elétrico para vaporizar o líquido e/ou aquecer o referido fluxo de ar, em que o primeiro aquecedor resistivo elétrico tem um primeiro coeficiente de resistência térmica que é inferior a um segundo coeficiente de resistência térmica do segundo aquecedor resistivo elétrico; e um sistema de

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30/35 controle configurado para monitorar uma mudança na resistência de pelo menos o segundo aquecedor elétrico resistivo.

[0071] Normalmente, o primeiro e/ou segundo aquecedores resistivos elétricos são bobinas de fio, mas algumas implementações podem usar outros projetos. Por exemplo, pelo menos um dos primeiro ou segundo aquecedores resistivos elétricos pode ser um aquecedor de fios (tendo alguma configuração diferente de uma bobina), um aquecedor de fitas, um aquecedor planar, etc. Será também apreciado que o primeiro e o segundo aquecedores resistivos elétricos podem ter uma forma diferente uma da outra - por exemplo, o primeiro aquecedor resistivo elétrico pode ser uma bobina de arame, enquanto o segundo aquecedor resistivo elétrico pode ser uma fita adjacente. Os primeiro e segundo aquecedores resistivos elétricos são geralmente relativamente próximos um do outro, de modo que o superaquecimento no primeiro (o primeiro aquecedor resistivo elétrico) causará um aumento de temperatura do segundo aquecedor resistivo (e, portanto, uma resistência aumentada no segundo). Existem muitas configurações espaciais que podem ser utilizadas, por exemplo, bobinas coaxiais, bobinas lado a lado, bobinas menores enroladas ao redor de bobinas maiores, etc.

[0072] Os primeiro e segundo aquecedores resistivos elétricos são tipicamente feitos de materiais diferentes (para fornecer diferentes coeficientes térmicos ou resistividade), por exemplo, dois metais diferentes. Em outros casos, os primeiro e segundo aquecedores resistivos elétricos podem ser feitos dos mesmos materiais ou similares que foram preparados para fornecer diferentes coeficientes térmicos ou resistividade - por exemplo, por adulteração, por diferentes estruturas internas (por

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31/35 exemplo, análogas a diferentes formas de carbono), por diferentes revestimentos, etc.

[0073] Em alguns casos, pelo menos um dos primeiro e segundo aquecedores resistivos elétricos pode ser coberto, revestido ou revestido com um material isolante, tal como politetrafluoretileno (PTFE). Isto pode então permitir que os primeiro e segundo aquecedores resistivos elétricos entrem em contato uns com os outros, o que pode ser útil para assegurar um bom contato térmico entre os dois aquecedores e/ou suportar várias configurações espaciais, enquanto ainda fornece separação elétrica controlada entre os dois aquecedores. Nota-se que qualquer material de isolamento deve ser geralmente resistente às temperaturas e vapores relativamente altos dentro de um cigarro eletrônico.

[0074] Tipicamente, o dispositivo compreende uma porção reutilizável incluindo o sistema de controle e uma porção descartável incluindo o primeiro e o segundo aquecedores resistivos elétricos. Em muitos casos, a porção reutilizável e a porção descartável são unidas usando dois contatos elétricos, representando polaridade positiva e negativa. Neste caso, o sistema de controle geralmente monitora uma mudança na resistência total da porção descartável como um todo, incluindo a combinação dos primeiro e segundo aquecedores resistivos elétricos. O segundo aquecedor resistivo elétrico pode ser configurado para contribuir com a maior dependência de temperatura dessa resistência total.

[0075] Em algumas implementações, o sistema de controle pode compreender um sensor de corrente em combinação com um controlador. O sensor atual pode monitorar o nível atual como um

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32/35 proxy para resistência (supondo uma saída de tensão razoavelmente estável da bateria). Normalmente, o sistema de controle é configurado para monitorar uma mudança na resistência do segundo aquecedor resistivo elétrico (sozinho ou em combinação com o primeiro aquecedor resistivo elétrico) que é indicativo de um aumento rápido e significativo na temperatura e, portanto, potencialmente uma situação anormal. 0 sistema de controle pode então ser configurado para reduzir ou cortar o fornecimento de energia para o primeiro e/ou segundo aquecedores resistivos elétricos baseados na mudança da resistência satisfazendo um ou mais critérios pré-determinados que podem indicar uma situação anormal. Por exemplo, o sistema de controle pode desligar a energia se a resistência monitorada indicar um aumento significativo na temperatura do cartomizador (além do que normalmente ocorre durante a ativação do aquecedor). Por conseguinte, o sistema de controle pode ajudar a proteger contra uma secagem do aquecedor, falha elétrica e outras situações potencialmente perigosas ou indesejáveis.

[0076] As implementações descritas acima utilizam geralmente um líquido, por exemplo, armazenado no reservatório, como o precursor para gerar o vapor para inalação por um usuário. No entanto, outras implementações podem usar uma forma diferente de precursor de vapor, incluindo uma pasta, gel ou material sólido. Em alguns casos, o precursor de vapor pode ser derivado, pelo menos em parte, de alguma forma de tabaco ou outro extrato de planta (por exemplo, folhas secas, energia, pasta, etc.).

[0077] Como referido acima, as implementações descritas acima utilizam geralmente uma ou mais bobinas como o(s) aquecedor(es) resistivo(s) elétrico (s) para gerar o vapor a partir do material

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33/35 precursor de vapor. No entanto, outros tipos de formas de aquecedor resistivo elétricos são conhecidos, tais como um aquecedor plano produzido por formação de uma faixa de metal sobre um substrato (por exemplo, uma placa de circuito impresso), ou um aquecedor de malha de metal, ou um aquecedor de cerâmica, e assim por diante. Nota-se que os aquecedores primeiro e segundo resistivos (contendo um coeficiente térmico de baixa e alta de resistência, respectivamente) podem ser do mesmo tipo de aquecedor, por exemplo, ambas as bobinas, tal como mostrado na Figura 4, ou pode ser diferentes tipos de aquecedor resistivo. Além disso, um ou ambos os primeiro e segundo aquecedores resistivos pode ser formado a partir de uma combinação de elementos múltiplos (similares ou diferentes) - por exemplo, o primeiro aquecedor resistivo pode ser formado a partir de múltiplas bobinas, etc.

[0078] Os primeiro e segundo aquecedores resistivos geralmente terão um coeficiente térmico positivo de resistência respectivamente (a resistência aumenta com a temperatura), no entanto, alguns materiais, por exemplo, cerâmica, podem fornecer um coeficiente de resistência térmica negativo (a resistência diminui com a temperatura) . Quando nos referimos aqui a um coeficiente térmico de resistência sendo maior ou (menor) que outro coeficiente de resistência térmica, isso deve ser entendido em termos de magnitude. Por exemplo, se o primeiro aquecedor tiver um coeficiente de resistência térmica (ai) inferior ao coeficiente de resistência térmico de um segundo aquecedor («2), tal implica: | αι I < | «21 onde |a| denota o módulo de a). Será apreciado que isto acontece porque, em termos gerais, um controlador pode ser sensível a uma subida ou descida na

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34/35 resistência, pelo que é a magnitude da alteração na resistência que é importante (em vez do sinal) para facilitar detecção.

[0079] Os primeiro e segundo aquecedores resistivos elétricos estão geralmente em contato térmico uns com os outros, direta ou indiretamente. Esse contato térmico fornece um acoplamento termodinâmico, pelo qual o calor do primeiro resistor elétrico pode ser transferido para o segundo aquecedor elétrico resistivo. Este acoplamento termodinâmico deve ser tipicamente tão forte quanto possível para tornar o segundo aquecedor resistivo elétrico (e, portanto, o sistema de monitoramento global) tão sensível quanto possível a qualquer mudança (potencialmente anômala) na temperatura do primeiro aquecedor resistivo elétrico. O acoplamento termodinâmico pode utilizar uma ou mais formas de transferência de calor, tais como radiação, convecção e/ou condução. Em alguns casos, o acoplamento termodinâmico pode explorar um intermediário - por exemplo, o primeiro aquecedor resistivo elétrico pode ter boa transferência de calor para um pavio, e o pavio pode ter boa transferência de aquecedor para o segundo aquecedor elétrico resistivo (fornecendo assim acoplamento térmico indireto entre primeiro e segundo aquecedores resistivos elétricos). Nota-se que em algumas implementações, é possível que seja a temperatura do componente intermediário a que mais preocupa. Por exemplo, um foco do segundo aquecedor resistivo elétrico pode ser para ajudar a monitorar qualquer temperatura excessiva do invólucro externo do dispositivo, uma vez que esta é a porção com maior probabilidade de ser tocada pelo usuário (ainda que uma temperatura excessiva para o exterior do invólucro pode ser

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causada por	superaquecimento do	primeiro	aquecedor elétrico
resistivo).
[0080]	A	fim de abordar várias	questões	e fazer avançar a
arte,	esta	divulgação mostra a	título	ilustrativo várias

concretizações nas quais as invenções reivindicadas podem ser praticadas. As vantagens e características da divulgação são apenas uma amostra representativa de concretizações e não são exaustivas e/ou exclusivas. Elas são apresentadas apenas para auxiliar na compreensão e para ensinar as invenções reivindicadas. Entender-se-que as vantagens, concretizações, exemplos, funções, características, estruturas e/ou outros aspectos da divulgação não devem ser considerados limitantes na divulgação como definido pelas reivindicações ou limitantes em reivindicações equivalentes, e que outras concretizações podem ser utilizadas e modificações podem ser feitas sem se afastar do âmbito das reivindicações. Várias concretizações podem adequadamente compreender, consistir ou consistir essencialmente em várias combinações dos elementos, componentes, características, partes, etapas, meios, etc., divulgados, além dos especificamente descritos aqui. A divulgação pode incluir outras invenções não reivindicadas no momento, mas que podem ser reivindicadas no futuro.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Dispositivo eletrônico de provisão de vapor caracterizado por compreender:

um primeiro aquecedor resistivo elétrico para vaporizar um material precursor para gerar vapor em um fluxo de ar para inalação por um usuário;

um segundo aquecedor resistivo elétrico para vaporizar o material precursor e/ou aquecer o referido fluxo de ar, em que o primeiro aquecedor resistivo elétrico tem um primeiro coeficiente de resistência térmica que inferior a um segundo coeficiente de resistência térmica do segundo aquecedor resistivo elétrico; e um sistema de controle configurado para monitorar uma mudança na resistência de pelo menos o segundo aquecedor resistivo elétrico em que o segundo coeficiente de resistência térmica é superior a 1 x 10~³ Kf¹ à temperatura ambiente.
2. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o primeiro aquecedor resistivo elétrico ser uma bobina de fio.
3. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado por o segundo aquecedor resistivo elétrico ser uma bobina de fio.
4. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o primeiro aquecedor resistivo elétrico compreender uma primeira bobina de fio, e o segundo aquecedor elétrico resistivo

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2/5 compreender uma segunda bobina de fio, e em que as primeira e segunda bobinas de fio são coaxiais.
5. Dispositivo de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 4, caracterizado por o material precursor compreender um líquido.
6. Dispositivo de acordo com a reivindicação 5, caracterizado por compreender também um pavio para transferir o líquido de um reservatório para o primeiro aquecedor resistivo elétrico.
7. Dispositivo de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por o sistema de controle estar configurado para monitorar uma alteração na resistência, indicando que pelo menos uma porção do pavio secou.
8. Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado por o segundo coeficiente de resistência térmica ser superior ao primeiro coeficiente de resistência térmica por um fator de pelo menos dois, de preferência por um fator de pelo menos quatro, de preferência por um fator de pelo menos oito.
9. Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado por o primeiro coeficiente de resistência térmica é inferior a lxl0~³ Kt¹ à temperatura ambiente e, de preferência, inferior a 5xl0~⁴ Kt¹ à temperatura ambiente.
10. Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado por o segundo coeficiente de resistência térmica ser superior a 2,5xl0~³ Kf¹ à temperatura ambiente.
11. Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado por o segundo aquecedor elétrico resistivo ser substancialmente feito de titânio ou níquel.

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12. Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado por o primeiro aquecedor resistivo elétrico ser substancialmente feito de níquel-cromo.
13. Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizado por o primeiro aquecedor resistivo elétrico estar eletricamente em paralelo com o segundo aquecedor elétrico resistivo.
14. Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizado por o primeiro aquecedor resistivo elétrico estar eletricamente em série com o segundo aquecedor elétrico resistivo.
15. Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 14, caracterizado por o primeiro aquecedor resistivo elétrico estar configurado para dissipar maior potência do que o segundo aquecedor elétrico resistivo, de preferência por um fator de pelo menos dois.
16. Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 15, caracterizado por o sistema de controle estar configurado para monitorar uma alteração na resistência de, pelo menos, o segundo aquecedor resistivo elétrico indicativo de um aumento significativo da temperatura.
17. Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 16, caracterizado por o sistema de controle estar configurado para monitorar uma alteração na resistência de pelo menos o segundo aquecedor resistivo elétrico indicativo de um aumento rápido atípico da temperatura em comparação com o funcionamento normal do dispositivo.

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18. Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 17, caracterizado por o sistema de controle estar configurado para reduzir ou interromper a provisão de energia ao primeiro e/ou segundo aquecedores resistivos elétricos, com base na alteração da resistência de pelo menos o segundo aquecedor resistivo elétrico satisfazendo um ou mais critérios prédeterminados.
19. Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 18, caracterizado por dispositivo compreender uma porção reutilizável incluindo o sistema de controle e uma porção descartável incluindo o primeiro e o segundo aquecedores resistivos elétricos.
20. Dispositivo de acordo com a reivindicação 19, caracterizado por a porção reutilizável e a porção descartável serem unidas utilizando dois contatos elétricos, representando a polaridade positiva e negativa.
21. Dispositivo de acordo com a reivindicação 20, caracterizado por o sistema de controle estar configurado para monitorar uma alteração na resistência da porção descartável como um todo, incluindo o segundo aquecedor elétrico resistivo.
22. Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 19 a 21, caracterizado por o segundo aquecedor elétrico resistivo ser responsável pela maior parte da sensibilidade à temperatura da resistência elétrica da parte descartável.
23. Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 22, caracterizado por o sistema de controle compreender um sensor de corrente em combinação com um controlador.

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24. Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 23, caracterizado por dispositivo estar configurado para fornecer contato térmico entre o primeiro e o segundo aquecedores resistivos elétricos.
25. Método para operar dispositivo eletrônico de provisão de vapor caracterizado por compreender:

vaporizar um material precursor utilizando um primeiro aquecedor resistivo elétrico para gerar vapor em um fluxo de ar para inalação por um usuário;

vaporizar o material precursor e/ou aquecer o referido fluxo de ar utilizando um segundo aquecedor resistivo elétrico, em que o primeiro aquecedor resistivo elétrico tem um primeiro coeficiente de resistência térmica que é inferior a um segundo coeficiente de resistência térmica do segundo aquecedor elétrico resistivo; e monitoramento por um sistema de controle para uma mudança na resistência de pelo menos o segundo aquecedor elétrico resistivo, em que o segundo coeficiente de resistência térmica é superior a 1 x 10~³ Kl¹ à temperatura ambiente.