BR112020000217A2

BR112020000217A2 - sistema gerador de aerossol com fluxo de ar de ventilação oculto

Info

Publication number: BR112020000217A2
Application number: BR112020000217-8A
Authority: BR
Inventors: Ali Murat SAYGILI; Irene Taurino
Original assignee: Philip Morris Products S.A.
Priority date: 2017-07-14
Filing date: 2018-07-13
Publication date: 2020-07-07
Also published as: EP3651592A1; JP2020526220A; UA125663C2; ES2893115T3; WO2019012145A1; KR20200031603A; RU2763202C2; PH12019502512A1; PL3651592T3; KR102554555B1; IL270613B; JP7150812B2; US11229235B2; US20200221777A1; IL270613A; RU2020106123A; EP3651592B1; CN110769707A; CN110769707B; RU2020106123A3

Abstract

É fornecido um sistema gerador de aerossol (50) compreendendo um conjunto de cartuchos (10) e um dispositivo gerador de aerossol (52). O conjunto de cartuchos (10) compreende um cartucho (12) com uma extremidade a montante (23) e uma extremidade a jusante (25). O cartucho (12) compreende o primeiro e segundo compartimentos (14, 18), em que cada um tem uma entrada de ar (22, 26) e uma saída de ar (24, 28). O conjunto de cartuchos (10) compreende adicionalmente um bocal (34) conectado ao cartucho (12) e que compreende uma saída de ar de bocal (40). O conjunto de cartuchos (10) também compreende uma câmara de mistura (42) que se estende entre a extremidade a jusante (25) do cartucho (12) e a saída de ar de bocal (40), e uma entrada de ar de ventilação (38) posicionada a jusante do cartucho (12) e que fornece comunicação fluida entre um exterior do conjunto de cartuchos (10) e a câmara de mistura (42). O dispositivo gerador de aerossol (52) compreende um compartimento (54) que define uma cavidade de dispositivo (56) para receber uma extremidade a montante do conjunto de cartuchos (10), e um aquecedor elétrico (60) para aquecer o cartucho (12). O dispositivo gerador de aerossol (52) também compreende uma fonte de alimentação (62) e um controlador (64) configurados para controlar uma fonte de energia elétrica a partir da fonte de alimentação (62) para o aquecedor elétrico (60).

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "SISTEMA GERADOR DE AEROSSOL COM FLUXO DE AR DE VENTILAÇÃO OCULTO".

[01] A presente invenção refere-se a um sistema gerador de aerossol compreendendo um conjunto de cartuchos e configurado para o fluxo de ar de ventilação no conjunto de cartuchos. As modalidades particularmente preferenciais da invenção referem-se a um sistema gerador de aerossol que compreende uma fonte de nicotina e uma fonte de ácido para a geração in situ de um aerossol que compreende partículas de sal de nicotina.

[02] Os dispositivos para gerar e distribuir aerossóis a um usuário são conhecidos, incluindo os dispositivos para distribuir nicotina a um usuário. Os sistemas conhecidos para distribuir aerossóis a um usuário podem incluir uma ou mais entradas para introduzir o ar de ventilação no dispositivo. Neste contexto, o ar de ventilação é o fluxo de ar que passa através do sistema de uma maneira que desvia da seção geradora de aerossol do sistema. Portanto, o ar de ventilação dilui o fluxo de ar de corrente principal que contém o aerossol gerado para fornecer uma concentração desejada de aerossol ao usuário.

[03] Entretanto, normalmente, os dispositivos conhecidos incluíram entradas de ar de ventilação sem considerar o efeito do ar de ventilação na qualidade do aerossol distribuído ao usuário e como o posicionamento das entradas de ar de ventilação pode afetar a usabilidade do dispositivo. Seria desejável fornecer um sistema gerador de aerossol que abordasse pelo menos esses problemas com os dispositivos conhecidos.

[04] De acordo com a presente invenção, é fornecido um sistema gerador de aerossol compreendendo um conjunto de cartuchos e um dispositivo gerador de aerossol. O conjunto de cartuchos compreende um cartucho com uma extremidade a montante e uma extremidade a jusante. O cartucho compreende um primeiro compartimento com uma primeira entrada de ar na extremidade a montante do cartucho e uma primeira saída de ar na extremidade a jusante do cartucho. O cartucho também compreende um segundo compartimento com uma segunda entrada de ar na extremidade a montante do cartucho e uma segunda saída de ar na extremidade a jusante do cartucho. O conjunto de cartuchos compreende adicionalmente um bocal conectado ao cartucho, em que o bocal compreende uma saída de ar de bocal. O conjunto de cartuchos também compreende uma câmara de mistura que se estende entre a extremidade a jusante do cartucho e a saída de ar de bocal, e uma entrada de ar de ventilação posicionada a jusante do cartucho e que fornece comunicação fluida entre um exterior do conjunto de cartuchos e a câmara de mistura. O dispositivo gerador de aerossol compreende um compartimento que define uma cavidade de dispositivo para receber uma extremidade a montante do conjunto de cartuchos, e um aquecedor elétrico para aquecer o cartucho quando o conjunto de cartuchos é recebido dentro da cavidade de dispositivo. O dispositivo gerador de aerossol também compreende uma fonte de alimentação e um controlador configurados para controlar uma fonte de energia elétrica a partir da fonte de alimentação para o aquecedor elétrico. O sistema gerador de aerossol é configurado de modo que, quando a extremidade a montante do conjunto de cartuchos é recebida dentro da cavidade de dispositivo, a entrada de ar de ventilação está posicionada dentro da cavidade de dispositivo e uma porção de uma superfície interna da cavidade de dispositivo sobrepondo a entrada de ar de ventilação é separada do conjunto de cartuchos.

[05] Conforme usado neste documento, os termos "a montante" e "a jusante" se referem à direção do fluxo de ar através do conjunto de cartuchos ou componentes do conjunto de cartuchos durante o uso do sistema gerador de aerossol. Ou seja, geralmente, o ar flui a partir de uma extremidade a montante a uma extremidade a jusante.

[06] Os sistemas geradores de aerossol, de acordo com a presente invenção, compreendem uma entrada de ar de ventilação em um conjunto de cartuchos que está posicionado a jusante de um cartucho, em que a entrada de ar de ventilação está posicionada dentro de uma cavidade de dispositivo quando a extremidade a montante do conjunto de cartuchos é recebida dentro da cavidade de dispositivo, e em que uma porção de uma superfície interna da cavidade de dispositivo é separada da entrada de ar de ventilação. Os presentes inventores reconheceram que essa configuração é particularmente vantajosa quando comparada aos sistemas geradores de aerossol conhecidos.

[07] Em primeiro lugar, posicionar a entrada de ar de ventilação a jusante do cartucho elimina substancialmente o contato entre o ar de ventilação e o cartucho, que é aquecido durante o uso. Vantajosamente, isso reduz a temperatura do ar de ventilação quando comparado aos sistemas conhecidos em que o ar de ventilação entra no sistema a montante do cartucho ou adjacente ao cartucho e flui através de uma superfície externa do cartucho antes de ser misturado com o ar de corrente principal mais a jusante. Reduzir a temperatura do ar de ventilação pode reduzir a temperatura geral do aerossol distribuído ao usuário, o que pode melhorar a experiência do usuário. Reduzir a temperatura do ar de ventilação pode facilitar um aumento em uma temperatura de aquecimento do cartucho enquanto mantém uma temperatura geral do aerossol distribuído a um usuário.

[08] Em segundo lugar, o sistema gerador de aerossol que é configurado de modo que a entrada de ar de ventilação esteja posicionada dentro da cavidade de dispositivo quando a extremidade a montante do cartucho é recebida dentro da cavidade de dispositivo pode prevenir substancialmente que um usuário oculte a entrada de ar de ventilação quando comparado a sistemas conhecidos nos quais uma entrada de ar de ventilação está posicionada em uma porção de um cartucho ou um conjunto de cartuchos que pode ser coberto acidentalmente pela boca de um usuário durante o uso do sistema gerador de aerossol.

[09] Preferencialmente, a entrada de ar de ventilação é posicionada dentro de uma metade a jusante da cavidade de dispositivo quando a extremidade a montante do conjunto de cartuchos é recebida dentro da cavidade de dispositivo.

[010] Vantajosamente, posicionar a entrada de ar de ventilação na metade a jusante da cavidade de dispositivo pode facilitar o espaçamento da entrada de ar de ventilação a partir da extremidade a jusante do cartucho, o que pode minimizar a temperatura do ar de ventilação que entra na câmara de mistura através da entrada de ar de ventilação.

[011] Vantajosamente, posicionar a entrada de ar de ventilação na metade a jusante da cavidade de dispositivo pode facilitar o aumento do comprimento do cartucho enquanto mantém a entrada de ar de ventilação a jusante do cartucho. Isso pode facilitar o aumento do comprimento do primeiro e segundo compartimentos, o que pode aumentar a capacidade do primeiro e segundo compartimentos de armazenar um ou mais substratos formadores de aerossol, conforme descrito adicionalmente neste documento.

[012] A cavidade de dispositivo pode ter um comprimento máximo que se estende entre uma extremidade a montante da cavidade de dispositivo e uma extremidade a jusante da cavidade de dispositivo. Preferencialmente, a distância entre a entrada de ar de ventilação e a extremidade a jusante da cavidade de dispositivo é menor do que 50 por cento do comprimento máximo da cavidade de dispositivo, quando a extremidade a montante do conjunto de cartuchos é recebida dentro da cavidade de dispositivo. Preferencialmente, a distância entre a entrada de ar de ventilação e a extremidade a jusante da cavidade de dispositivo é menor do que 40 por cento do comprimento máximo da cavidade de dispositivo, quando a extremidade a montante do conjunto de cartuchos é recebida dentro da cavidade de dispositivo. Preferencialmente, a distância entre a entrada de ar de ventilação e a extremidade a jusante da cavidade de dispositivo é menor do que 30 por cento do comprimento máximo da cavidade de dispositivo, quando a extremidade a montante do conjunto de cartuchos é recebida dentro da cavidade de dispositivo. Preferencialmente, a distância entre a entrada de ar de ventilação e a extremidade a jusante da cavidade de dispositivo é menor do que 25 por cento do comprimento máximo da cavidade de dispositivo, quando a extremidade a montante do conjunto de cartuchos é recebida dentro da cavidade de dispositivo. Preferencialmente, a distância entre a entrada de ar de ventilação e a extremidade a jusante da cavidade de dispositivo é menor do que 20 por cento do comprimento máximo da cavidade de dispositivo, quando a extremidade a montante do conjunto de cartuchos é recebida dentro da cavidade de dispositivo. Preferencialmente, a distância entre a entrada de ar de ventilação e a extremidade a jusante da cavidade de dispositivo é menor do que 10 por cento do comprimento máximo da cavidade de dispositivo, quando a extremidade a montante do conjunto de cartuchos é recebida dentro da cavidade de dispositivo.

[013] Preferencialmente, a entrada de ar de ventilação é definida pelo bocal. O bocal pode compreender um compartimento de bocal que define pelo menos parcialmente a câmara de mistura, em que a entrada de ar de ventilação se estende através do compartimento de bocal. Preferencialmente, o compartimento de bocal define a saída de ar de bocal.

[014] O conjunto de cartuchos pode compreender um suporte de cartucho, em que pelo menos uma porção do cartucho é posicionada dentro do suporte de cartucho, e em que pelo menos uma porção do suporte de cartucho é posicionada dentro do bocal.

[015] Vantajosamente, o suporte de cartucho pode reduzir a transferência condutora de calor a partir do cartucho para o bocal durante o uso do sistema gerador de aerossol. Isso pode reduzir ou minimizar adicionalmente a temperatura do ar de ventilação que entra na câmara de mistura através da entrada de ar de ventilação.

[016] O suporte de cartucho pode ter um formato tubular. Preferencialmente, pelo menos uma extremidade a jusante do cartucho é posicionada dentro do suporte de cartucho. Preferencialmente, pelo menos uma extremidade a jusante do suporte de cartucho é posicionada dentro do bocal. Preferencialmente, o suporte de cartucho tubular compreende uma extremidade a montante aberta, através da qual o cartucho é inserido no suporte de cartucho tubular durante a fabricação do conjunto de cartuchos. Preferencialmente, o suporte de cartucho tubular compreende uma extremidade a jusante aberta para fornecer comunicação fluida entre a primeira e segunda saídas de ar do cartucho e a câmara de mistura.

[017] Uma extremidade a jusante do suporte de cartucho pode ser posicionada a montante da entrada de ar de ventilação. Vantajosamente, isso pode eliminar a necessidade de uma ou mais aberturas no suporte de cartucho para fornecer a comunicação fluida entre a entrada de ar de ventilação e a câmara de mistura.

[018] Uma porção do suporte de cartucho pode sobrepor uma porção do compartimento de bocal que compreende a entrada de ar de ventilação, em que o suporte de cartucho compreende uma abertura de ar de ventilação subjacente à entrada de ar de ventilação para fornecer comunicação fluida entre a entrada de ar de ventilação e a câmara de mistura. Vantajosamente, essa configuração pode aumentar ou maximizar a sobreposição entre o suporte de cartucho e o bocal, o que pode facilitar a fixação do bocal e do suporte de cartucho juntos.

[019] O conjunto de cartuchos pode compreender uma entrada de ar de ventilação única. O conjunto de cartuchos pode compreender uma pluralidade de entradas de ar de ventilação. A pessoa versada pode selecionar o número de entradas de ar de ventilação para fornecer um fluxo desejado de ar de ventilação na câmara de mistura durante o uso do sistema gerador de aerossol.

[020] Preferencialmente, o primeiro compartimento contém um primeiro substrato formador de aerossol e o segundo compartimento contém um segundo substrato formador de aerossol.

[021] Preferencialmente, o primeiro compartimento contém uma fonte de nicotina e o segundo compartimento contém uma fonte de ácido. Conforme descrito neste documento, a configuração dos sistemas geradores de aerossol, de acordo com a presente invenção, pode facilitar a redução na temperatura do ar de ventilação que entra na câmara de mistura. Os presentes inventores reconheceram que isso é particularmente vantajoso nas modalidades em que o cartucho compreende uma fonte de nicotina e uma fonte de ácido, em que os vapores de nicotina e de ácido são misturados na câmara de mistura para formar partículas de sal de nicotina para a distribuição a um usuário. Em particular, os presentes inventores reconheceram que reduzir a temperatura do ar de ventilação que entra na câmara de mistura reduz o tamanho médio das partículas de sal de nicotina formadas dentro da câmara de mistura, o que reduz vantajosamente a aspereza do aerossol sentida por um usuário. Especificamente,

misturar o ar de ventilação que entra na câmara de mistura a uma temperatura abaixo de 50 graus Celsius com vapores de nicotina e de ácido entrando na câmara de mistura a uma temperatura de aproximadamente 80 graus Celsius resulta em uma redução significante nas partículas de sal de nicotina com um diâmetro maior do que 2 micrômetros, o que rende a redução de aspereza sentida.

[022] A fonte de nicotina pode compreender um primeiro material transportador impregnado com entre cerca de 1 miligrama e cerca de 50 miligramas de nicotina. A fonte de nicotina pode compreender um primeiro material transportador impregnado com entre cerca de 1 miligrama e cerca de 40 miligramas de nicotina. Preferencialmente, a fonte de nicotina compreende um primeiro material transportador impregnado com entre cerca de 3 miligramas e cerca de 30 miligramas de nicotina. Mais preferencialmente, a fonte de nicotina compreende um primeiro material transportador impregnado com entre cerca de 6 miligramas e cerca de 20 miligramas de nicotina. Mais preferencialmente, a fonte de nicotina compreende um primeiro material transportador impregnado com entre cerca de 8 miligramas e cerca de 18 miligramas de nicotina.

[023] O primeiro material transportador pode ser impregnado com nicotina líquida ou uma solução de nicotina em um solvente aquoso ou não aquoso.

[024] O primeiro material transportador pode ser impregnado com nicotina natural ou nicotina sintética.

[025] A fonte de ácido pode compreender um ácido orgânico ou um ácido inorgânico.

[026] Preferencialmente, a fonte de ácido compreende um ácido orgânico, mais preferencialmente um ácido carboxílico, mais preferencialmente um alfa-cetoácido, 2-oxo ou lático.

[027] Vantajosamente, a fonte de ácido compreende um ácido selecionado dentre o grupo que consiste em ácido 3-metil-2- oxopentanoico, ácido pirúvico, ácido 2-oxopentanoico, ácido 4-metil-2- oxopentanoico, ácido 3-metil-2-oxobutanoico, ácido 2-oxo-octanoico, ácido lático e combinações dos mesmos. Vantajosamente, a fonte de ácido compreende ácido pirúvico ou ácido lático. Mais vantajosamente, a fonte de ácido compreende ácido lático.

[028] Vantajosamente, a fonte de ácido compreende um segundo material transportador impregnado com ácido.

[029] O primeiro material transportador e o segundo material transportador podem ser os mesmos ou diferentes.

[030] Vantajosamente, o primeiro material transportador e o segundo material transportador têm uma densidade de entre cerca de 0,1 grama/centímetro cúbico e cerca de 0,3 grama/centímetro cúbico.

[031] Vantajosamente, o primeiro material transportador e o segundo material transportador têm uma porosidade de entre cerca de 15 por cento e cerca de 55 por cento.

[032] O primeiro material transportador e o segundo material transportador podem compreender um ou mais dentre vidro, celulose, cerâmica, aço inoxidável, alumínio, polietileno (PE), polipropileno, politereftalato de etileno (PET), poli(tereftalato de ciclohexanodimetileno) (PCT), tereftalato de polibutileno (PBT), politetrafluoretileno (PTFE), politetrafluoretileno expandido (ePTFE) e BAREX®.

[033] O primeiro material transportador atua como um reservatório para a nicotina.

[034] Vantajosamente, o primeiro material transportador é inerte quimicamente em relação à nicotina.

[035] O primeiro material transportador pode ter qualquer formato e tamanho adequados. Por exemplo, o primeiro material transportador pode ser na forma de uma folha ou tampão.

[036] Vantajosamente, o formato e tamanho do primeiro material transportador é similar ao formato e tamanho do primeiro compartimento do cartucho.

[037] O formato, tamanho, densidade e porosidade do primeiro material transportador pode ser escolhido para permitir que o primeiro material transportador seja impregnado com uma quantidade desejada de nicotina.

[038] Vantajosamente, o primeiro compartimento do cartucho pode compreender adicionalmente um aromatizante. Os aromatizantes adequados incluem, mas sem limitação, mentol.

[039] Vantajosamente, o primeiro material transportador pode ser impregnado com entre cerca de 3 miligramas e cerca de 12 miligramas de aromatizante.

[040] O segundo material transportador atua como um reservatório para o ácido.

[041] Vantajosamente, o segundo material transportador é inerte quimicamente em relação ao ácido.

[042] O segundo material transportador pode ter qualquer formato e tamanho adequados. Por exemplo, o segundo material transportador pode ser na forma de uma folha ou tampão.

[043] Vantajosamente, o formato e tamanho do segundo material transportador é similar ao formato e tamanho do segundo compartimento do cartucho.

[044] O formato, tamanho, densidade e porosidade do segundo material transportador pode ser escolhido para permitir que o segundo material transportador seja impregnado com uma quantidade desejada de ácido.

[045] Vantajosamente, uma fonte de ácido é uma fonte de ácido lático que compreende um segundo material transportador impregnado com entre cerca de 2 miligramas e cerca de 60 miligramas de ácido lático.

[046] Preferencialmente, a fonte de ácido lático compreende um segundo material transportador impregnado com entre cerca de 5 miligramas e cerca de 50 miligramas de ácido lático. Mais preferencialmente, a fonte de ácido lático compreende um segundo material transportador impregnado com entre cerca de 8 miligramas e cerca de 40 miligramas de ácido lático. Mais preferencialmente, a fonte de ácido lático compreende um segundo material transportador impregnado com entre cerca de 10 miligramas e cerca de 30 miligramas de ácido lático.

[047] O formato e as dimensões do primeiro compartimento do cartucho podem ser escolhidos para permitir que uma quantidade desejada de nicotina seja alojada no cartucho.

[048] O formato e as dimensões do segundo compartimento do cartucho podem ser escolhidos para permitir que uma quantidade desejada de ácido seja alojada no cartucho.

[049] A razão de nicotina e de ácido exigida para alcançar uma estequiometria de reação apropriada pode ser controlada e equilibrada através da variação do volume do primeiro compartimento em relação ao volume do segundo compartimento.

[050] A primeira entrada de ar do primeiro compartimento do cartucho e a segunda entrada de ar do segundo compartimento do cartucho, cada uma, pode compreender uma ou mais aberturas. Por exemplo, a primeira entrada de ar do primeiro compartimento do cartucho e a segunda entrada de ar do segundo compartimento do cartucho, cada uma, pode compreender uma, duas, três, quatro, cinco, seis ou sete aberturas.

[051] A primeira entrada de ar do primeiro compartimento do cartucho e a segunda entrada de ar do segundo compartimento do cartucho podem compreender o mesmo número ou números diferentes de aberturas.

[052] Vantajosamente, a primeira entrada de ar e a segunda entrada de ar, cada uma, compreende uma pluralidade de aberturas. Por exemplo, a primeira entrada de ar e a segunda entrada de ar, cada uma, pode compreender duas, três, quatro, cinco, seis ou sete aberturas.

[053] Fornecer uma primeira entrada de ar que compreende uma pluralidade de aberturas e uma segunda entrada de ar que compreende uma pluralidade de aberturas pode resultar vantajosamente em mais fluxo de ar homogêneo dentro do primeiro compartimento e do segundo compartimento, respectivamente. Em uso, isso pode melhorar a incorporação de nicotina em uma corrente de ar tragada através do primeiro compartimento e melhorar a incorporação de ácido em uma corrente de ar tragada através do segundo compartimento.

[054] A razão de nicotina e de ácido exigida para alcançar uma estequiometria de reação apropriada pode ser controlada e equilibrada através da variação do fluxo de ar volumétrico através do primeiro compartimento em relação ao fluxo de ar volumétrico através do segundo compartimento. A razão do fluxo de ar volumétrico através do primeiro compartimento em relação ao fluxo de ar volumétrico através do segundo compartimento pode ser controlada através da variação de um ou mais dentre o número, dimensões e localização das aberturas que formam a primeira entrada de ar do primeiro compartimento em relação ao número, dimensões e localização das aberturas que formam a segunda entrada de ar do segundo compartimento.

[055] Nas modalidades em que a fonte de ácido compreende ácido lático, vantajosamente, a área de fluxo da segunda entrada de ar do segundo compartimento é maior do que a área de fluxo da primeira entrada de ar do primeiro compartimento.

[056] Conforme usado neste documento com referência à invenção, o termo "área de fluxo" é usado para descrever a área de secção transversal máxima de uma entrada de ar ou saída de ar através da qual o ar flui durante o uso. Nas modalidades em que uma entrada de ar ou saída de ar compreende uma pluralidade de aberturas, a área de fluxo da entrada de ar ou saída de ar é a área de fluxo total da entrada de ar ou saída de ar e é igual à soma das áreas de fluxo de cada uma das pluralidades de aberturas que formam a entrada de ar ou saída de ar. Nas modalidades em que a área de secção transversal de uma entrada de ar ou de uma saída de ar varia na direção do fluxo de ar, a área de fluxo da entrada de ar ou da saída de ar é a área de secção transversal mínima no sentido do fluxo de ar.

[057] A primeira saída de ar do primeiro compartimento do cartucho e a segunda saída de ar do segundo compartimento do cartucho, cada uma, pode compreender uma ou mais aberturas. Por exemplo, a primeira saída de ar e a segunda saída de ar, cada uma, pode compreender uma, duas, três, quatro, cinco, seis ou sete aberturas.

[058] A primeira saída de ar e a segunda saída de ar podem compreender o mesmo número ou números diferentes de aberturas.

[059] Vantajosamente, a primeira saída de ar e a segunda saída de ar, cada uma, pode compreender uma pluralidade de aberturas. Por exemplo, a primeira saída de ar e a segunda saída de ar, cada uma, pode compreender duas, três, quatro, cinco, seis ou sete aberturas. Fornecer uma primeira saída de ar que compreende uma pluralidade de aberturas e uma segunda saída de ar que compreende uma pluralidade de aberturas pode resultar vantajosamente em mais fluxo de ar homogêneo dentro do primeiro compartimento e do segundo compartimento, respectivamente. Em uso, isso pode melhorar a incorporação de nicotina em uma corrente de ar tragada através do primeiro compartimento e melhorar a incorporação de ácido em uma corrente de ar tragada através do segundo compartimento.

[060] Nas modalidades em que a primeira saída de ar compreende uma pluralidade de aberturas, vantajosamente, a primeira saída de ar compreende entre 2 e 5 aberturas.

[061] Nas modalidades em que a segunda saída de ar compreende uma pluralidade de aberturas, vantajosamente, a segunda saída de ar compreende entre 3 e 7 aberturas.

[062] Vantajosamente, a primeira saída de ar e a segunda saída de ar, cada uma, pode compreender uma abertura única, o que pode simplificar vantajosamente a fabricação do cartucho.

[063] A razão de nicotina e de ácido exigida para alcançar uma estequiometria de reação apropriada pode ser controlada e equilibrada através da variação do fluxo de ar volumétrico através do primeiro compartimento em relação ao fluxo de ar volumétrico através do segundo compartimento. A razão do fluxo de ar volumétrico através do primeiro compartimento em relação ao fluxo de ar volumétrico através do segundo compartimento pode ser controlada através da variação de um ou mais dentre o número, dimensões e localização das aberturas que formam a primeira saída de ar em relação ao número, dimensões e localização das aberturas que formam a segunda saída de ar.

[064] A área de fluxo da primeira saída de ar pode ser a mesma ou diferente da área de fluxo da segunda saída de ar.

[065] A área de fluxo da segunda saída de ar pode ser maior do que a área de fluxo da primeira saída de ar.

[066] Aumentar a área de fluxo da segunda saída de ar em relação à área de fluxo da primeira saída de ar pode aumentar vantajosamente o fluxo de ar volumétrico através da segunda saída de ar em comparação com o fluxo de ar volumétrico através da primeira saída de ar.

[067] O conjunto de cartuchos pode compreender um ou mais agentes modificadores de aerossol posicionados dentro do bocal. Por exemplo, o bocal pode conter um ou mais sorventes, um ou mais aromatizantes, um ou mais agentes quimestésicos ou uma combinação dos mesmos.

[068] O cartucho, o bocal e o suporte de cartucho, quando presentes, podem ser formados a partir de qualquer material adequado ou combinação de materiais adequados. Os materiais adequados incluem, mas não estão limitados a: alumínio, poliéter-éter- cetona (PEEK), poli-imidas como Kapton®, tereftalato de polietileno (PET), polietileno (PE), polietileno de alta densidade (HDPE), polipropileno (PP), poliestireno (PS), etileno propileno fluorado (FEP), poli-tetrafluoroetileno (PTFE), polioximetileno (POM), resinas epóxi, resinas de poliuretano, resinas de vinila, polímeros de cristal líquido (LCP) e LCPs modificados, tal como LCPs com grafite e fibras de vidro.

[069] O cartucho, o bocal e o suporte de cartucho, quando presentes, podem ser formados a partir dos mesmos materiais ou de materiais diferentes.

[070] O cartucho pode ser formado de um ou mais materiais que são resistentes a nicotina e resistentes ao ácido.

[071] O primeiro compartimento, que compreende a fonte de nicotina, pode ser revestido por um ou mais materiais resistentes a nicotina e o segundo compartimento pode ser revestido com um ou mais materiais resistentes ao ácido.

[072] Exemplos de materiais resistentes à nicotina apropriados e materiais resistentes a ácido incluem, mas não se limitam a polietileno (PE), polipropileno (PP), poliestireno (PS), propileno etileno fluorado

(FEP), poli-tetrafluoretileno (PTFE), resinas de epóxi, resinas de poliuretano, resinas de vinil e suas combinações.

[073] O uso de um ou mais materiais resistentes à nicotina podem aprimorar vantajosamente a vida útil do conjunto de cartuchos.

[074] O uso de um ou mais materiais resistentes ao ácido podem aprimorar vantajosamente a vida útil do conjunto de cartuchos.

[075] Preferencialmente, o dispositivo gerador de aerossol define pelo menos parcialmente pelo menos uma entrada de ar do sistema, em que a pelo menos uma entrada de ar do sistema fornece comunicação fluida entre o exterior do sistema gerador de aerossol de cada uma dentre a primeira entrada de ar, a segunda entrada de ar e a entrada de ar de ventilação. A extremidade a jusante da cavidade de dispositivo pode definir pelo menos parcialmente a pelo menos uma entrada de ar do sistema. Ou seja, o sistema gerador de aerossol pode ser configurado de modo que o ar entre no sistema gerador de aerossol através da extremidade a jusante da cavidade de dispositivo durante o uso. A pelo menos uma entrada de ar do sistema pode ser definida por um intervalo entre o conjunto de cartuchos e a extremidade a jusante da cavidade de dispositivo quando a extremidade a montante do conjunto de cartuchos é recebida dentro da cavidade de dispositivo.

[076] A pelo menos uma entrada de ar do sistema pode compreender uma entrada de ar comum do sistema que fornece comunicação fluida entre o exterior do sistema gerador de aerossol e cada uma dentre a primeira entrada de ar, a segunda entrada de ar e uma entrada de ar de ventilação. Uma porção do conjunto de cartuchos pode ser separada a partir de uma superfície interna da cavidade de dispositivo quando a extremidade a montante do conjunto de cartuchos é recebida dentro da cavidade de dispositivo para definir uma entrada de ar comum do sistema.

[077] A pelo menos uma entrada de ar do sistema pode compreender uma primeira entrada de ar do sistema que fornece comunicação fluida entre o exterior do sistema gerador de aerossol e a entrada de ar de ventilação, e uma segunda entrada de ar do sistema que fornece comunicação fluida entre o exterior do sistema gerador de aerossol e cada uma dentre a primeira entrada de ar e a segunda entrada de ar. O intervalo entre a entrada de ar de ventilação e a porção da superfície interna da cavidade de dispositivo que sobrepõe a entrada de ar de ventilação pode formar a primeira entrada de ar do sistema. A segunda entrada de ar do sistema pode compreender uma abertura que se estende através do compartimento de dispositivo e estar em comunicação fluida com uma extremidade a montante da cavidade de dispositivo.

[078] Preferencialmente, o sistema gerador de aerossol é configurado de modo que, durante o uso, o aquecedor elétrico aqueça o primeiro compartimento e o segundo compartimento a entre cerca de 60 graus Celsius e cerca de 100 graus Celsius, mais preferencialmente entre cerca de 70 graus Celsius e cerca de 90 graus Celsius, mais preferencialmente cerca de 80 graus Celsius.

[079] Preferencialmente, o sistema gerador de aerossol é configurado de modo que, durante o uso, o ar de ventilação entre na câmara de mistura através da entrada de ar de ventilação a uma temperatura menor do que cerca de 50 graus Celsius.

[080] O aquecedor elétrico pode compreender um aquecedor resistivo. O aquecedor resistivo pode se estender na cavidade de dispositivo a partir de uma extremidade a montante da cavidade de dispositivo. Preferencialmente, o cartucho compreende um terceiro compartimento posicionado entre o primeiro compartimento e o segundo compartimento, em que o terceiro compartimento é configurado para receber o aquecedor resistivo quando a extremidade a montante do conjunto de cartuchos é recebida dentro da cavidade de dispositivo. Durante o uso, o controlador controla o fornecimento de energia elétrica a partir da fonte de alimentação para o aquecedor resistivo para aquecer o primeiro compartimento e o segundo compartimento.

[081] O aquecedor elétrico pode compreender um elemento de aquecimento indutivo. Preferencialmente, o cartucho compreende um terceiro compartimento posicionado entre o primeiro compartimento e o segundo compartimento, em que o cartucho compreende um material susceptor posicionado dentro do terceiro compartimento. Durante o uso, o controlador controla o fornecimento de energia elétrica a partir da fonte de alimentação para o elemento de aquecimento indutivo para aquecer de modo indutivo o material susceptor, que então aquece o primeiro compartimento e o segundo compartimento.

[082] O elemento de aquecimento indutivo pode compreender pelo menos uma bobina de indução que se estende ao redor de pelo menos uma porção da cavidade de dispositivo. A bobina de indução pode se estender completamente ao redor da cavidade de dispositivo. A bobina de indução pode ser enrolada em volta da cavidade de dispositivo com uma pluralidade de enrolamentos.

[083] O elemento de aquecimento indutivo pode compreender pelo menos uma bobina de indução plana. Preferencialmente, cada bobina de indução plana compreende uma bobina de indução espiral plana.

[084] Como usado neste documento, uma "bobina de indução espiral plana" significa uma bobina que é, geralmente, planar, em que o eixo de enrolamento da bobina é normal à superfície na qual se encontra a bobina. Em algumas modalidades, a bobina espiral plana pode ser planar no sentido em que se encontra em um plano reto euclidiano. No entanto, o termo "bobina de indução espiral plana", conforme usado neste documento, abrange as bobinas que são moldadas para se conformar a um plano ou outra superfície tridimensional curva. Por exemplo, uma bobina espiral plana pode ser moldada para se conformar a um compartimento cilíndrico ou cavidade do dispositivo. A bobina espiral plana pode, então, ser considerada plana, mas se conformar a um plano cilíndrico, com o eixo de enrolamento da bobina normal ao plano cilíndrico no centro da bobina. Se a bobina espiral plana se conforma a um plano cilíndrico ou plano não euclidiano, preferencialmente, a bobina espiral plana se encontra em um plano que tem um raio de curvatura, na região da bobina espiral plana, maior do que o diâmetro da bobina espiral plana.

[085] Nas modalidades em que o cartucho compreende um terceiro compartimento, preferencialmente, o terceiro compartimento tem uma extremidade a montante aberta e uma extremidade a jusante fechada.

[086] A fonte de alimentação pode ser uma bateria, tal como uma bateria de íon de lítio recarregável. Alternativamente, a fonte de alimentação pode ser outra forma de dispositivo de armazenamento de carga, tal como um capacitador. A fonte de alimentação pode necessitar de recarga. A fonte de alimentação pode ter uma capacidade que permite o armazenamento de energia suficiente para uma ou mais usos do dispositivo. Por exemplo, a fonte de alimentação pode ter capacidade suficiente para permitir a geração contínua de aerossol durante um período de cerca de seis minutos, correspondente ao típico tempo despendido para fumar um cigarro convencional ou por um período que seja um múltiplo de seis minutos. Em outro exemplo, a fonte de alimentação pode ter capacidade suficiente para permitir um número predeterminado de tragadas ou de ativações discretas.

[087] A invenção será descrita a seguir, exclusivamente a título de exemplo, tendo como referência os desenhos anexos, nos quais:

[088] A Figura 1 mostra uma vista de secção transversal de um conjunto de cartuchos de um sistema gerador de aerossol de acordo com uma modalidade da presente invenção; e

[089] Figura 2 mostra uma vista de secção transversal de um sistema gerador de aerossol que inclui o conjunto de cartuchos da Figura 1.

[090] A Figura 1 mostra um conjunto de cartuchos 10 de um sistema gerador de aerossol de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[091] O conjunto de cartuchos 10 compreende um cartucho 12 que define um primeiro compartimento 14 que contém um primeiro substrato formador de aerossol 16 e um segundo compartimento 18 que contém um segundo substrato formador de aerossol 20. O primeiro substrato formador de aerossol 16 compreende uma fonte de nicotina e o segundo substrato formador de aerossol 20 compreende uma fonte de ácido. O primeiro compartimento 14 compreende uma primeira entrada de ar 22 em uma extremidade a montante 23 do cartucho 12 e uma primeira saída de ar 24 em uma extremidade a jusante 25 do cartucho 12. O segundo compartimento 18 compreende uma segunda entrada de ar 26 e uma segunda saída de ar 28.

[092] O cartucho 12 também define um terceiro compartimento 30 posicionado entre o primeiro e segundo compartimentos 14, 18. O terceiro compartimento 30 está aberto na sua extremidade a montante e fechado na sua extremidade a jusante.

[093] O conjunto de cartuchos 10 compreende adicionalmente um suporte de cartucho 32 no qual uma extremidade a jusante do cartucho 12 é recebida por um ajuste de interferência. O conjunto de cartuchos 10 também compreende um bocal 34 no qual uma extremidade a jusante do suporte de cartucho 32 é recebida por um ajuste de interferência.

[094] O bocal 34 compreende o compartimento de bocal 36 que define uma pluralidade de entradas de ar de ventilação 38 e uma saída de ar de bocal 40. Uma câmara de mistura 42 é definida entre a extremidade a jusante 25 do cartucho 12 e a saída de ar de bocal 40, em que as entradas de ar de ventilação 38 estão em comunicação fluida com a câmara de mistura 42.

[095] A Figura 2 mostra um sistema gerador de aerossol 50 que compreende o conjunto de cartuchos 10 e um dispositivo gerador de aerossol 52. O dispositivo gerador de aerossol 52 compreende um compartimento de dispositivo 54 que define uma cavidade de dispositivo 56 para receber uma extremidade a montante do conjunto de cartuchos 10, conforme mostrado na Figura 2. O sistema gerador de aerossol 50 é configurado de modo que, quando a extremidade a montante do conjunto de cartuchos 10 é recebida dentro da cavidade de dispositivo 56, as entradas de ar de ventilação 38 estão posicionadas dentro da cavidade de dispositivo 56 e uma porção de uma superfície interna 58 da cavidade de dispositivo 56 sobrepondo as entradas de ar de ventilação 38 é separada do conjunto de cartuchos 10 para permitir que o ar de ventilação entre na entrada de ar de ventilação 38 por meio da cavidade de dispositivo 56. Vantajosamente, posicionar as entradas de ar de ventilação 38 dentro da cavidade de dispositivo 56 pode evitar que a boca de um usuário obstrua as entradas de ar de ventilação 38 durante o uso do sistema gerador de aerossol 50.

[096] O dispositivo gerador de aerossol 52 compreende adicionalmente uma entrada de ar do sistema 59 para permitir que o ar de corrente principal entre na extremidade a montante da cavidade de dispositivo 56 onde este entra no primeiro e segundo compartimentos

14, 18 através da primeira e segunda entradas de ar 22, 26.

[097] O dispositivo gerador de aerossol 52 também compreende um aquecedor elétrico 60, uma fonte de alimentação 62 e um controlador 64 para controlar um fornecimento de energia elétrica a partir da fonte de alimentação 62 para o aquecedor elétrico 60. O aquecedor elétrico 60 é um aquecedor resistivo que se estende na cavidade de dispositivo 56 em uma extremidade a montante da cavidade de dispositivo 56. A fonte de alimentação 62 é uma bateria recarregável. Quando a extremidade a montante do conjunto de cartuchos 10 é recebida dentro da cavidade de dispositivo 56, o aquecedor elétrico 60 é recebido dentro do terceiro compartimento 30.

[098] Durante o uso do sistema gerador de aerossol 50, o controlador 64 controla um fornecimento de energia elétrica a partir da fonte de alimentação 62 para o aquecedor elétrico 60 para alimentar o aquecedor elétrico 60. O aquecedor elétrico 60 aquece o primeiro e segundo substratos formadores de aerossol 16, 20.

[099] Quando um usuário traga no bocal 34, o ar de corrente principal é tragado na extremidade a montante da cavidade de dispositivo 56. O ar de corrente principal entra no primeiro e segundo compartimentos 14, 18 através da primeira e segunda entradas de ar 22, 26. Conforme o ar de corrente principal flui através do primeiro e segundo compartimentos 14, 18, o vapor de nicotina e o vapor de ácido do primeiro e segundo substratos formadores de aerossol 16, 20 são incorporados no ar de corrente principal. O ar de corrente principal que contém o vapor de nicotina e o vapor de ácido flui em uma câmara de mistura 42 na extremidade a jusante do cartucho 12 onde o vapor de nicotina e o vapor de ácido reagem para formar partículas de sal de nicotina.

[0100] Quando um usuário traga no bocal 34, o ar de ventilação também entra no sistema gerador de aerossol 50. Em particular, o ar de ventilação entra na câmara de mistura 42 por meio da extremidade a jusante da cavidade de dispositivo 56 e das entradas de ar de ventilação 38. O suporte de cartucho 32 isola o bocal 34 a partir do cartucho aquecido 12 de modo que o ar de ventilação que entra na câmara de mistura 42 esteja a uma temperatura significativamente mais baixa do que o vapor de nicotina e o vapor de ácido que entram na câmara de mistura 42 a partir do cartucho 12.

[0101] Na câmara de mistura 42, o ar de ventilação se mistura com as partículas de sal de nicotina formadas a partir do vapor de nicotina e do vapor de ácido para formar um aerossol para a distribuição ao usuário. O aerossol flui para fora da câmara de mistura 42 por meio da saída de ar do bocal 40.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Sistema gerador de aerossol caracterizado pelo fato de que compreende: um conjunto de cartuchos que compreende: um cartucho com uma extremidade a montante e uma extremidade a jusante; e uma entrada de ar de ventilação posicionada a jusante do cartucho; e um dispositivo gerador de aerossol compreendendo: um compartimento definindo uma cavidade de dispositivo para receber uma extremidade a jusante do conjunto de cartuchos; um aquecedor elétrico para aquecer o cartucho quando o conjunto de cartuchos é recebido dentro da cavidade de dispositivo; uma fonte de alimentação; e um controlador configurado para controlar uma fonte de energia elétrica a partir da fonte de alimentação para o aquecedor elétrico; em que o sistema gerador de aerossol é configurado de modo que, quando a extremidade a montante do conjunto de cartuchos é recebida dentro da cavidade de dispositivo, a entrada de ar de ventilação está posicionada dentro da cavidade de dispositivo e uma porção de uma superfície interna da cavidade de dispositivo sobrepondo a entrada de ar de ventilação é separada do conjunto de cartuchos.

2. Sistema gerador de aerossol, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a entrada de ar de ventilação é posicionada dentro de uma metade a jusante da cavidade de dispositivo quando a extremidade a montante do conjunto de cartuchos é recebida dentro da cavidade de dispositivo.

3. Sistema gerador de aerossol, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a cavidade de dispositivo tem um comprimento máximo que se estende entre uma extremidade a montante da cavidade de dispositivo e uma extremidade a jusante da cavidade de dispositivo, e em que a distância entre a entrada de ar de ventilação e a extremidade a jusante da cavidade de dispositivo quando a extremidade a montante do conjunto de cartuchos é recebida dentro da cavidade de dispositivo é menor do que 25 por cento do comprimento máximo da cavidade de dispositivo.

4. Sistema gerador de aerossol, de acordo com a reivindicação 1, 2 ou 3, caracterizado pelo fato de que o conjunto de cartuchos compreende ainda: um bocal conectado ao cartucho, com o bocal compreendendo uma saída de ar do bocal; e uma câmara de mistura que se estende entre a extremidade a jusante do cartucho e a saída de ar do bocal, em que a entrada de ar de ventilação fornece comunicação fluida entre um exterior do conjunto de cartuchos e a câmara de mistura.

5. Sistema gerador de aerossol, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o bocal compreende um compartimento de bocal que define pelo menos parcialmente a câmara de mistura, e em que a entrada de ar de ventilação se estende através do compartimento de bocal.

6. Sistema gerador de aerossol, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o conjunto de cartuchos compreende adicionalmente um suporte de cartucho, em que pelo menos uma porção do cartucho é posicionada dentro do suporte de cartucho, e em que pelo menos uma porção do suporte de cartucho é posicionada dentro do bocal.

7. Sistema gerador de aerossol, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que uma extremidade a jusante do suporte de cartucho é posicionada a montante da entrada de ar de ventilação.

8. Sistema gerador de aerossol, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que uma porção do suporte de cartucho sobrepõe uma porção do compartimento de bocal que compreende a entrada de ar de ventilação, e em que o suporte de cartucho compreende uma abertura de ar de ventilação subjacente à entrada de ar de ventilação para fornecer comunicação fluida entre a entrada de ar de ventilação e a câmara de mistura.

9. Sistema gerador de aerossol, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que o cartucho compreende: um primeiro compartimento tendo uma primeira entrada de ar na extremidade a montante do cartucho e uma primeira saída de ar na extremidade a jusante do cartucho; e um segundo compartimento tendo uma segunda entrada de ar na extremidade a montante do cartucho e uma segunda saída de ar na extremidade a jusante do cartucho.

10. Sistema gerador de aerossol, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o primeiro compartimento contém uma fonte de nicotina e o segundo compartimento contém uma fonte de ácido.

11. Sistema gerador de aerossol, de acordo com a reivindicação 9 ou 10, caracterizado pelo fato de que o aquecedor elétrico compreende um aquecedor resistivo.

12. Sistema gerador de aerossol, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que o aquecedor resistivo se estende na cavidade de dispositivo a partir de uma extremidade a montante da cavidade de dispositivo, em que o cartucho compreende um terceiro compartimento posicionado entre o primeiro compartimento e o segundo compartimento, e em que o terceiro compartimento é configurado para receber o aquecedor resistivo quando a extremidade a montante do conjunto de cartuchos é recebida dentro da cavidade de dispositivo.

13. Sistema gerador de aerossol, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o aquecedor elétrico compreende um elemento de aquecimento indutivo.

14. Sistema gerador de aerossol, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que o cartucho compreende um terceiro compartimento posicionado entre o primeiro compartimento e o segundo compartimento, e um material susceptor posicionado dentro do terceiro compartimento.