BR112020005010A2

BR112020005010A2 - aparelho para aquecer material fumável, material fumável, sistema para aquecer material fumável, método para aquecer material fumável e isolante térmico

Info

Publication number: BR112020005010A2
Application number: BR112020005010-5A
Authority: BR
Inventors: Mitchel THORSEN; Thomas Woodman; Stephen Shannon
Original assignee: British American Tobacco (Investments) Limited
Priority date: 2017-09-15
Filing date: 2018-09-17
Publication date: 2020-09-15
Also published as: UA127273C2; CA3075657A1; AU2018334042B2; JP2020532977A; CL2020000672A1; RU2760810C2; KR20200044022A; WO2019053268A1; EP3928639A1; PL3681321T3; EP3681321A1; US20200268053A1; EP3681321B1; AU2023278116A1; RU2020110514A; EP4201239A1; RU2020110514A3; KR20240005146A; US11956879B2; CA3075657C

Abstract

É divulgado um aparelho para aquecer material fumável para volatilizar pelo menos um componente do material fumável, o aparelho compreendendo: um isolante térmico compreendendo: uma parede interna que define pelo menos parcialmente uma zona de aquecimento para receber pelo menos uma porção de um artigo que compreende material fumável, em que a parede interna compreende material de aquecimento que é aquecível por penetração com um campo magnético variável para aquecer a zona de aquecimento; uma parede externa; e um região de isolamento delimitada pela parede interna e pela parede externa, em que a região de isolamento é evacuada para uma pressão mais baixa do que um exterior da região de isolamento; e um gerador de campo magnético para gerar um campo magnético variável que penetra a parede interna para aquecer a parede interna em uso.

Description

“APARELHO PARA AQUECER MATERIAL FUMÁVEL, MATERIAL FUMÁVEL, SISTEMA PARA AQUECER MATERIAL FUMÁVEL, MÉTODO PARA AQUECER MATERIAL FUMÁVEL E ISOLANTE TÉRMICO” Campo Técnico

[0001] A presente invenção refere-se a aparelhos para aquecimento de material fumável para volatilizar pelo menos um componente do material fumável, a sistemas compreendendo tais aparelhos e artigos que compreendem material fumável e a métodos para aquecer material fumável para volatilizar pelo menos um componente do material fumável.

Antecedentes

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

Sumário

[0003] Um primeiro aspecto da presente invenção fornece um aparelho para aquecer material fumável para volatilizar pelo menos um componente do material fumável, o aparelho compreendendo: um isolante térmico caracterizado pelo fato de que compreende:

uma parede interna que define pelo menos parcialmente uma zona de aquecimento para receber pelo menos uma porção de um artigo que compreende material fumável, em que a parede interna compreende material de aquecimento que é aquecível por penetração com um campo magnético variável para aquecer a zona de aquecimento; uma parede externa; e uma região de isolamento delimitada pela parede interna e pela parede externa, em que a região de isolamento é evacuada para uma pressão mais baixa do que um exterior da região de isolamento; e um gerador de campo magnético para gerar um campo magnético variável que penetra na parede interna para aquecer a parede interna em uso.

[0004] Em uma concretização exemplar, a parede externa é magneticamente impermeável e/ou eletricamente não condutora.

[0005] Numa concretização exemplar, a parede externa compreende vidro ou cerâmica.

[0006] Numa concretização exemplar, o gerador de campo magnético compreende uma bobina que circunda pelo menos parte da parede externa. A bobina pode compreender uma bobina helicoidal. A bobina pode compreender um fio de Litz.

[0007] Em uma concretização exemplar, a bobina compreende uma primeira parte para aquecer uma primeira seção da parede interna e uma segunda parte para aquecer uma segunda seção da parede interna, e a primeira parte e a segunda parte são independentemente controláveis.

[0008] Numa concretização exemplar, o aparelho compreende uma segunda bobina que circunda pelo menos parte da parede externa, e a bobina e a segunda bobina são independentemente controláveis.

[0009] Numa concretização exemplar, o aparelho compreende anéis de brasagem localizados em uma junção entre a parede interna e a parede externa para vedar a região de isolamento.

[0010] Numa concretização exemplar, a parede externa se estende apenas parcialmente ao longo de um comprimento da parede interna.

[0011] Numa concretização exemplar, a parede interna é um tubo cilíndrico.

[0012] Numa concretização exemplar, o aparelho compreende blindagem magnética ao redor do gerador de campo magnético.

[0013]E m uma concretização exemplar, o material de aquecimento compreende um ou mais materiais selecionados a partir do grupo que consiste em: um material eletricamente condutor, um material magnético e um material eletricamente condutor magnético.

[0014] Numa concretização exemplar, em que o material de aquecimento compreende um metal ou uma liga de metal.

[0015] Em uma concretização exemplar, o material de aquecimento compreende um ou mais materiais selecionados a partir do grupo que consiste em: alumínio, ouro, ferro, níquel, cobalto, carbono condutor, grafite, aço carbono simples, aço inoxidável, aço inoxidável ferrítico, cobre e bronze.

[0016] Numa concretização exemplar, uma primeira seção da parede interna é feita de um primeiro material e uma segunda seção da parede interna é feita de um segundo material que é diferente do primeiro material.

[0017] Em uma concretização exemplar, o aparelho é para aquecer material fumável não líquido para volatilizar pelo menos um componente do material fumável.

[0018] Numa concretização exemplar, o aparelho é para aquecer material fumável para volatilizar pelo menos um componente do material fumável sem queimar o material fumável.

[0019] Em uma concretização exemplar, a parede interna é conectada à parede externa em uma primeira posição na parede interna e em uma segunda posição na parede interna, e a parede interna compreende pelo menos uma estrutura deformável entre as primeira e segunda posições para deformar para acomodar a expansão térmica de uma seção da parede interna entre as primeira e segunda posições durante o aquecimento do material de aquecimento. A expansão térmica pode ser ou compreender expansão térmica axial da seção da parede interna. A parede interna pode compreender duas de tais estruturas deformáveis que são espaçados entre si na direção axial da parede interna. Em uma concretização exemplar, a parede interna é um tubo cilíndrico e a expansão térmica é ou compreende a expansão térmica axial de uma seção do tubo cilíndrico.

[0020] Numa concretização exemplar, o material de aquecimento compreende uma camada metalizada da parede interna.

[0021] Em uma concretização exemplar, a parede interna compreende um suporte de material magneticamente impermeável e/ou eletricamente não condutor e a camada metalizada está entre o suporte e a região de isolamento.

[0022] Em uma concretização exemplar, a parede interna compreende um suporte de material magneticamente impermeável e/ou eletricamente não condutor e o suporte está entre a camada metalizada e a região de isolamento.

[0023] Um segundo aspecto da presente invenção fornece um aparelho para aquecer material fumável para volatilizar pelo menos um componente do material fumável, o aparelho compreendendo: uma zona de aquecimento para receber pelo menos uma porção de um artigo compreendendo material fumável; um elemento de aquecimento compreendendo material de aquecimento que é aquecível por penetração com um campo magnético variável para aquecer a zona de aquecimento; um isolante térmico compreendendo: uma parede externa; uma parede interna entre o elemento de aquecimento e a parede externa; e uma região de isolamento delimitada pela parede interna e pela parede externa, em que a região de isolamento é evacuada para uma pressão mais baixa do que um exterior da região de isolamento, e em que uma ou cada uma das parede interna e externa é magneticamente impermeável e/ou eletricamente não condutora; e um gerador de campo magnético para gerar um campo magnético variável que penetra o elemento de aquecimento em uso.

[0024] Concretizações exemplares do aparelho do segundo aspecto podem ter qualquer uma das características mencionadas acima como estando presentes em concretizações exemplares do aparelho do primeiro aspecto da presente invenção.

[0025] Em uma concretização exemplar, uma ou cada uma das paredes externa e interna é formada de vidro.

[0026] Em uma concretização exemplar, o elemento de aquecimento é conectado à parede interna por um ou mais acessórios deformáveis.

[0027] Um terceiro aspecto da presente invenção fornece material fumável para uso com o aparelho do primeiro aspecto ou do segundo aspecto da presente invenção.

[0028] O material fumável do terceiro aspecto da presente invenção pode ser material fumável não líquido.

[0029] Um quarto aspecto da presente invenção fornece um artigo compreendendo material fumável, em que o artigo é para uso com o aparelho do primeiro aspecto ou do segundo aspecto da presente invenção.

[0030] Um quinto aspecto da presente invenção fornece um sistema para aquecer material fumável para volatilizar pelo menos um componente do material fumável, o sistema compreendendo: aparelho de acordo com o primeiro aspecto ou o segundo aspecto da presente invenção; e o artigo compreendendo material fumável para se localizar pelo menos parcialmente na zona de aquecimento do aparelho.

[0031] Um sexto aspecto da presente invenção fornece um método de aquecimento de material fumável para volatilizar pelo menos um componente do material fumável, o método compreendendo:

proporcionar um aparelho de acordo com o primeiro aspecto ou o segundo aspecto da presente invenção; localizar pelo menos uma porção de um artigo compreendendo material fumável na zona de aquecimento do aparelho; e penetrar o material de aquecimento do aparelho com um campo magnético variável para aquecer a zona de aquecimento e o material fumável.

[0032] Um sétimo aspecto da presente invenção fornece um isolante térmico para uso em aparelhos para aquecimento de material fumável para volatizar pelo menos um componente do material fumável, o isolante térmico compreendendo: uma parede interna compreendendo material de aquecimento que é aquecível por penetração com um campo magnético variável; uma parede externa que é magneticamente impermeável e/ou eletricamente não condutora; e uma região de isolamento delimitada pela parede interna e pela parede externa, em que a região de isolamento é evacuada para uma pressão mais baixa do que um exterior da região de isolamento.

[0033] Concretizações exemplares do isolante térmico do sétimo aspecto podem ter qualquer uma das características mencionadas acima como presentes em concretizações exemplares do isolante térmico do aparelho do primeiro aspecto da presente invenção.

[0034] Em uma concretização exemplar, a região de isolamento circunda a parede interna e a parede externa circunda a região de isolamento.

[0035] Em uma concretização exemplar, o isolante térmico é para uso no aparelho do primeiro aspecto ou do segundo aspecto da presente invenção.

Breve Descrição dos Desenhos

[0036] As concretizações da invenção serão agora descritas, apenas a título de exemplo, com referência aos desenhos anexos, nos quais: A Figura 1 mostra uma vista esquemática em corte transversal de um aparelho de exemplo para aquecer material fumável para volatilizar pelo menos um componente do material fumável; A Figura 2 mostra uma vista esquemática em corte transversal vista de um isolante térmico do aparelho da Figura 1; A Figura 3 mostra uma seção ao longo da linha A-A da Figura 2; A Figura 4 mostra uma vista esquemática em seção transversal de um exemplo de um outro isolante térmico para uso em um aparelho para aquecer material fumável para volatilizar pelo menos um componente do material fumável; A Figura 5 mostra uma seção ao longo da linha B-B da Figura 4; As Figuras 6a e 6b mostram detalhes de uma junção entre uma parede interna e uma parede externa de um isolante térmico para uso em um aparelho para o aquecimento de material fumável para volatilizar pelo menos uma componente do material fumável; A Figura 7 mostra um exemplo de um artigo compreendendo material fumável para uso com um aparelho para aquecer material fumável para volatilizar pelo menos um componente do material fumável; A Figura 8 mostra uma vista esquemática em corte transversal de um exemplo de um sistema compreendendo um artigo que inclui material fumável e um aparelho para aquecer o material fumável para volatilizar pelo menos um componente do material fumável; A Figura 9 mostra um diagrama de fluxo que mostra um exemplo de um método de aquecimento de material fumável para volatilizar pelo menos um componente do material fumável; A Figura 10 mostra uma vista esquemática em corte transversal de um exemplo de outro isolante térmico para uso em um aparelho para aquecer material fumável para volatilizar pelo menos um componente do material fumável; A Figura 11 mostra uma vista esquemática em corte transversal de um exemplo de outro isolante térmico para uso em um aparelho para aquecer material fumável para volatilizar pelo menos um componente do material fumável; A Figura 12 mostra uma vista esquemática em corte transversal de um exemplo de outro isolante térmico para uso em um aparelho para aquecer material fumável para volatilizar pelo menos um componente do material fumável; e A Figura 13 mostra uma vista esquemática em corte transversal de um exemplo de um isolante térmico e elemento de aquecimento para uso em um aparelho para aquecer material fumável para volatilizar pelo menos um componente do material fumável.

[0037] A Figura 14 mostra uma vista esquemática em corte transversal de um exemplo de um outro isolante térmico para uso em um aparelho para aquecer material fumável para volatilizar pelo menos um componente do material fumável.

[0038] A Figura 15 mostra uma vista esquemática em corte transversal de um exemplo de um outro isolante térmico para uso em um aparelho para aquecer material fumável para volatilizar pelo menos um componente do material fumável.

Descrição Detalhada

[0039] Como aqui usado, o termo "material fumável" inclui materiais que fornecem componentes volatilizados mediante aquecimento, tipicamente na forma de vapor ou aerossol. "Material fumável" pode ser um material que não contenha tabaco ou um material que contenha tabaco. "Material fumável" pode, por exemplo, incluir um ou mais de tabaco per se, derivados do tabaco, tabaco expandido, tabaco reconstituído, extrato de tabaco, tabaco homogeneizado ou substitutos do tabaco. O material fumável pode estar na forma de tabaco moído, tabaco de trapos cortados, tabaco extrudado, tabaco reconstituído, material fumável reconstituído, líquido, gel, folha gelificada, pó ou aglomerados, ou similares. "Material fumável" também pode incluir outros produtos que não sejam de tabaco que, dependendo do produto, podem ou não conter nicotina. "Material fumável" pode compreender um ou mais umectantes, como glicerol ou propilenoglicol.

[0040] Conforme usado neste documento, o termo "material de aquecimento" ou "material para aquecimento" refere-se ao material que pode ser aquecido por penetração com um campo magnético variável.

[0041] Como aqui utilizado, os termos "sabor" e "flavorizante" referem-se a materiais que, onde as regulamentações locais permitem, podem ser usados para criar um sabor ou aroma desejado em um produto para consumidores adultos. Eles podem incluir extratos (por exemplo, alcaçuz, hortênsia, folha de magnólia da casca branca japonesa, camomila, feno- grego, cravo, mentol, hortelã japonesa, anis, canela, erva, wintergreen, cereja, baga, pêssego, maçã, Drambuie, bourbon, uísque, hortelã-pimenta, lavanda, cardamomo, aipo, cascarilha, noz-moscada, sândalo, bergamota, gerânio, essência de mel, óleo de rosa, baunilha, óleo de limão, óleo de laranja, cássia, cominho, conhaque, jasmim, ylang-ylang, sálvia, erva-doce, pimentão, gengibre, anis, coentro, café ou óleo de menta de qualquer espécie do gênero Mentha, intensificadores de sabor, bloqueadores do local receptor de amargura, ativadores ou estimuladores do local receptor sensorial, açúcares e/ou substitutos do açúcar (por exemplo, sucralose acessulfame de potássio, aspartame, sacarina, ciclamatos, lactose, sacarose, glicose, frutose, sorbitol ou manitol) e outros aditivos, como carvão, clorofila, minerais, produtos botânicos ou agentes refrescantes da respiração. Podem ser imitações, ingredientes sintéticos ou naturais ou suas misturas. Podem incluir produtos químicos aromáticos naturais ou idênticos à natureza. Eles podem estar em qualquer forma adequada, por exemplo, óleo, líquido, pó ou gel.

[0042] O aquecimento por indução é um processo no qual um objeto eletricamente condutor é aquecido ao penetrar o objeto com um campo magnético variável. O processo é descrito pela lei de indução de Faraday e pela lei de Ohm. Um aquecedor de indução pode compreender um eletroímã e um dispositivo para passar uma corrente elétrica variável, como uma corrente alternada, através do eletroímã. Quando o eletroímã e o objeto a ser aquecido são adequadamente relativamente posicionados, de modo que o campo magnético variável resultante produzido pelo eletroímã penetre no objeto, uma ou mais correntes parasitas são geradas dentro do objeto. O objeto tem uma resistência ao fluxo de correntes elétricas. Portanto, quando essas correntes parasitas são geradas no objeto, seu fluxo contra a resistência elétrica do objeto faz com que o objeto seja aquecido. Esse processo é chamado de aquecimento Joule, ôhmico ou resistivo. Um objeto que é capaz de ser aquecido indutivamente é conhecido como um susceptor.

[0043] O aquecimento por histerese magnética é um processo no qual um objeto feito de material magnético é aquecido ao penetrar o objeto com um campo magnético variável. Um material magnético pode ser considerado como compreendendo muitos ímãs de escala atômica ou dipolos magnéticos. Quando um campo magnético penetra esse material, os dipolos magnéticos se alinham com o campo magnético. Portanto, quando um campo magnético variável, como um campo magnético alternado, por exemplo, produzido por um eletroímã, penetra o material magnético, a orientação dos dipolos magnéticos muda com o campo magnético aplicado variável. Essa reorientação do dipolo magnético faz com que o calor seja gerado no material magnético.

[0044] Quando um objeto é tanto eletricamente condutor como magnético, a penetração do objeto com um campo magnético variável pode causar aquecimento de Joule e aquecimento de histerese magnética no objeto. Além disso, o uso de material magnético pode fortalecer o campo magnético, o que pode intensificar o aquecimento Joule e histerese magnética.

[0045] Em cada um dos processos acima, à medida que o calor é gerado dentro do próprio objeto, e não por uma fonte de calor externa por condução de calor, um rápido aumento de temperatura no objeto e uma distribuição de calor mais uniforme podem ser alcançados, particularmente através da seleção do material do objeto adequado e geometria, e magnitude e orientação do campo magnético variável adequado em relação ao objeto. Além disso, como o aquecimento por indução e o aquecimento por histerese magnética não exigem uma conexão física entre a fonte do campo magnético variável e o objeto, a liberdade de projeto e o controle sobre o perfil de aquecimento podem ser maiores e o custo pode ser menor.

[0046] A Figura 1 mostra uma vista esquemática em corte transversal vista de um aparelho de acordo com uma concretização da invenção. As Figuras 2 e 3 mostram vistas em corte transversal esquemáticas de um isolante térmico do aparelho. O isolante térmico 102 é mostrado na forma simplificada na Figura 1, para maior clareza. Um aparelho 100, como mostrado na Figura 1, é para aquecer o material fumável para volatilizar pelo menos um componente do material fumável. O isolante térmico 102 do aparelho 100 é para a recepção de pelo menos uma porção de um artigo 104 que compreende um corpo de material fumável 132 que deve ser aquecido. O isolante térmico 102 é mostrado em mais detalhes nas Figuras 2 e 3. O artigo 104 pode ser inserido em uma abertura 144 do aparelho 100. O aparelho 100 inclui um gerador de campo magnético 106 para gerar um campo magnético variável em uso e um alojamento 108 para alojar cada um dos componentes do aparelho 100.

[0047] Nesta concretização, o gerador de campo magnético 106 compreende uma fonte de energia elétrica 114, uma bobina de duas partes 116a, 116b e um dispositivo 118 para passar uma corrente elétrica variável, como uma corrente alternada, através da bobina 116a, 116b. Em algumas concretizações, como esta, o gerador de campo magnético 106 também inclui um controlador 120 e uma interface de usuário 122 para operação pelo usuário do controlador 120.

[0048] A fonte de energia elétrica 114 pode ser uma bateria recarregável. Em outras concretizações, a fonte de energia elétrica 114 pode ser diferente de uma bateria recarregável, como uma bateria não recarregável, um capacitor, um híbrido de capacitor de bateria ou uma conexão a uma fonte de energia elétrica.

[0049] A bobina 116a, 116b pode assumir qualquer forma adequada, incluindo a forma de uma bobina única. Nesta concretização, a bobina de duas partes 116a, 116b é uma bobina helicoidal feita de material eletricamente condutor, como cobre. Em algumas concretizações, a bobina 116a, 116b pode ser uma bobina plana. Ou seja, a bobina pode ser uma pseudo espiral bidimensional. Em algumas concretizações, a bobina pode compreender um fio de Litz.

[0050] O aparelho 100 pode incluir uma entrada de ar que conecta fluidamente um interior do aparelho com um exterior do aparelho 100. Em uso, um usuário pode ser capaz de inalar o(s) componente(s) volatilizado(s) do material fumável 132 ao aspirar o(s) componente(s) volatilizado(s) através do artigo 104. À medida que os componentes volatilizados são removidos do artigo, o ar pode ser aspirado para dentro do aparelho 100 através da entrada de ar.

[0051] O isolante térmico 102 é mostrado em mais detalhes nas Figuras 2 e 3 e inclui uma parede interna 110 e uma parede externa 112. A parede interna 110 é um elemento de aquecimento que compreende ou é feito de material de aquecimento que é aquecível por penetração com um campo magnético variável. Numa concretização, a parede interna 110 pode ser formada de aço. No entanto, uma liga ferrosa de níquel-cobalto, como Kovar®, também pode ser usada. Uma região circundada pela parede interna 110 pode ser considerada uma zona de aquecimento ou uma câmara de aquecimento. Juntamente com um encerramento de extremidade, a parede interna 110 define a zona de aquecimento. Em outras concretizações, a zona de aquecimento pode ser definida apenas pela parede interna 110. Em uso, o artigo 104 a ser aquecido é recebido na zona de aquecimento dentro da parede interna 110. Nas Figuras 2 e 3, o isolante térmico 102 é substancialmente cilíndrico com uma forma de seção transversal circular. Em outras concretizações, o isolante térmico 102 pode ter uma forma de seção transversal diferente.

[0052] Em uma concretização, a parede interna 110 compreende uma cavidade para receber pelo menos uma porção do artigo. Nesta concretização, a zona de aquecimento circundada pela parede interna 110 é alongada. A parede interna 110 é um tubo cilíndrico. A zona de aquecimento pode ser dimensionada e configurada para acomodar todo o artigo 104 ou,

alternativamente, pode ser dimensionada para receber apenas uma parte do artigo 104.

[0053] O isolante térmico 102 inclui uma região de isolamento 124 ligada e disposta entre a parede interna 110 e a parede externa 112. Nesta concretização, a região de isolamento 124 circunda a parede interna 110, a parede externa 112 circunda a região de isolamento 124, como pode ser mais bem compreendido na Figura 3. A região de isolamento 124 é preferencialmente evacuada a uma pressão mais baixa do que um exterior da região de isolamento. Fornecer uma região de isolamento 124 em pressão mais baixa efetivamente isola termicamente a parede interna 110 e a zona de aquecimento da parede externa 112 e do alojamento 108, limitando desse modo a transferência de calor para longe da parede interna 110 e da zona de aquecimento.

[0054] A região de isolamento 124 do isolante térmico 102 pode compreender um material poroso de célula aberta, por exemplo, compreendendo um polímero, aerogel ou outro material adequado. A pressão na região de isolamento 124 pode estar na faixa de 10-1 a 10-7 torr. Em algumas concretizações, a pressão na região de isolamento 124 pode ser considerada como um vácuo. A parede interna 110 e a parede externa 112 do isolante térmico 102 são suficientemente fortes para suportar qualquer força exercida contra elas devido ao diferencial de pressão entre a região de isolamento 124 e as regiões externas à parede interna 110 e à parede externa 112, impedindo assim que o isolante térmico 102 colapse para dentro. Um material absorvedor de gás pode ser usado na região de isolamento 124 para manter ou ajudar na criação de uma pressão relativamente baixa na região de isolamento 124.

[0055] Como a parede interna 110 funciona tanto como um elemento de aquecimento como uma parede do isolante térmico 102 nesta concretização, o tamanho e o peso geral do aparelho 100 podem ser reduzidos, pois não há necessidade de incluir um elemento de aquecimento separado e uma parede interna separada para o isolamento. A parede interna 110 é capaz de funcionar tanto como um elemento de aquecimento e uma parede do isolante térmico 102, devido ao fato de que é aquecível por aquecimento por indução e/ou aquecimento por histerese magnética. O aquecimento por indução e o aquecimento por histerese magnética não requerem uma conexão física a ser fornecida entre a fonte de um campo magnético variável e um elemento de aquecimento, o que elimina a necessidade de fios ou uma outra conexão física entre a fonte de energia e o elemento de aquecimento.

[0056] A região de isolamento 124 serve para reduzir a transferência de calor para longe da parede interna 110 via condução e/ou radiação ou por qualquer outro fenômeno conhecido de transferência de calor.

[0057] A Figura 3 mostra uma seção através da linha A-A da Figura 2. As figuras 2 e 3 não são desenhadas em escala. Na Figura 2, a parede externa 112 é mostrada como se estendendo apenas parcialmente ao longo de um comprimento da parede interna

110. Isto é, a parede externa 112 se estende ao longo apenas de uma parte da parede interna 110, de tal modo que o isolamento térmico pode ser proporcionado em torno de apenas uma parte da parede interna 110. Proporcionar uma parede externa 112 que se estende apenas uma parte do caminho ao longo do comprimento da parede interna 110 significa que o tamanho total do aparelho 100 pode ser reduzido. Alternativamente, a parede externa 112 pode se estender ao longo de todo o comprimento da parede interna

110. A parede externa 112 e a parede interna 110 podem ser coaxiais uma com a outra.

[0058] Como mostrado na Figura 1, a bobina 116a, 116b pode envolver pelo menos parte do isolante térmico 102. A bobina 116a, 116b pode circundar pelo menos parte da parede externa 112 do isolante térmico 102. Em uma concretização, a bobina 116a, 116b e a parede externa 112 podem ser formadas como um elemento único e integral, como por pelo menos incorporar parcialmente a bobina 116a, 116b na parede externa 112, mas em outras concretizações a bobina 116a, 116b e a parede externa 112 podem ser fornecidas como elementos separados.

[0059] Numa concretização, a blindagem magnética 140 é fornecida em torno de pelo menos parte da bobina 116a 116b. A blindagem magnética 140 visa reduzir ou evitar a interação entre o campo magnético e qualquer coisa que não seja o elemento de aquecimento, isto é, a parede interna 110 nesta concretização. A blindagem magnética pode ser formada de qualquer material(s) adequado para conter um campo magnético, tal como ferrite.

[0060] Em algumas concretizações, a parede externa 112 é formada a partir de um material magneticamente impermeável e eletricamente não condutor, de tal modo que a parede externa 112 não será aquecida por aquecimento por indução e/ou aquecimento por histerese magnética quando exposta a um campo magnético variável. Por exemplo, a parede externa 112 pode ser formada de um vidro, como um borossilicato ou material cerâmico. Fornecer uma parede externa 112 de material magneticamente impermeável significa que, quando uma corrente elétrica variável, tal como uma corrente alternada, é passada através da bobina 116a, 116b,

a parede interna 110 do isolante térmico 102 será aquecida, enquanto que a parede externa 112 não será aquecida por aquecimento por indução e/ou aquecimento por histerese magnética. Portanto, a eficiência do sistema é aprimorada, pois a energia não é desperdiçada ao aquecer a parede externa 112. Se a parede externa 112 fosse aquecida em virtude da corrente elétrica variável, a parede interna 110 pode de fato ser aquecida minimamente, o que seria indesejável. Este arranjo também serve para manter uma temperatura externa do alojamento 108, particularmente sua superfície, em um nível aceitável para manuseio por um usuário.

[0061] A Figura 10 mostra uma vista esquemática em corte transversal de um exemplo de outro isolante térmico para uso em um aparelho de acordo com uma concretização da invenção. Nesta concretização, o isolante térmico 102 é o mesmo que o isolante térmico 102 das Figuras 2 e 3, exceto que a parede interna 110 compreende duas estruturas deformáveis 127, 129. Mais especificamente, como será entendido na Figura 10, a parede interna 110 está conectada à parede externa 112 em uma primeira posição na parede interna 110 e em uma segunda posição na parede interna 110. Durante o aquecimento do material de aquecimento da parede interna 110, as duas estruturas deformáveis 127, 129 se deformam para acomodar a expansão térmica de uma seção da parede interna 110 entre as primeira e segunda posições. Cada uma das estruturas deformáveis 127, 129 pode ser considerada análoga a uma junta de expansão.

[0062] Nesta concretização, a parede interna 110 é um tubo cilíndrico, a expansão térmica é ou compreende expansão térmica axial, e cada uma das estruturas 127, 129 é axialmente deformável para acomodar ou absorver a expansão térmica axial. Isso ajuda a reduzir ou evitar que seja aplicado estresse à parede externa 112 e às conexões entre as paredes interna e externa 110, 112 nas primeira e segunda posições na parede interna 110. Isso pode ser particularmente vantajoso quando a parede externa 112 é inflexível ou menos flexível que a parede interna 110, tal como quando a parede externa é feita ou compreende vidro ou cerâmica.

[0063] Em outras concretizações, a parede interna 110 pode compreender apenas uma dessas estruturas deformáveis ou pode compreender mais de duas dessas estruturas deformáveis.

[0064] Em algumas concretizações, como a ilustrada, a ou cada estrutura deformável compreende dois membros que se estendem radialmente que são unidos por um membro de conexão. Durante a deformação da estrutura, o membro de conexão e/ou o membro que se estende radialmente e/ou as juntas entre o membro de conexão e os membros que se estendem radialmente flexionam, para permitir o movimento relativo das extremidades dos membros que se prolongam radialmente distais a partir do membro de conexão.

[0065] Enquanto a pelo menos uma estrutura deformável tem sido descrita especificamente com referência ao isolante térmico 102 da Figura 10 por concisão, deve compreender-se que a pelo menos uma estrutura deformável poderia, correspondentemente, ser incorporada em variantes de qualquer uma das concretizações de isolantes térmicos 102 ou aparelhos aqui descritos para formar outras concretizações de isolantes térmicos 102 e aparelhos, respectivamente.

[0066] A Figura 11 mostra uma vista esquemática em corte transversal de um exemplo de outro isolante térmico para uso em um aparelho de acordo com uma concretização da invenção. Nesta concretização, o isolante térmico 102 é o mesmo que o isolante térmico 102 das Figuras 2 e 3, exceto que um elemento de aquecimento compreendendo material de aquecimento 142 compreende uma camada metalizada 148 da parede interna 110. A parede externa 112 é formada de um material eletricamente não condutor e/ou magneticamente impermeável, como vidro ou cerâmica. A parede interna 110 inclui um suporte 150 formado a partir de um material eletricamente não condutor e/ou magneticamente impermeável, como vidro ou cerâmica, e a camada metalizada 148. Na concretização mostrada na Figura 11, o suporte 150 está localizado entre a camada metalizada 148 e a região de isolamento 124. A camada metalizada 148 é aquecível por penetração com um campo magnético variável. A camada metalizada é formada a partir de um material eletricamente condutor e/ou magneticamente permeável, como o ferro. A camada metalizada pode ser aplicada em forma de pó, ou como revestimento ou galvanização, por exemplo. O fornecimento de uma camada metalizada 148 reduz o tamanho geral do isolante térmico 102.

[0067] A Figura 12 mostra uma vista esquemática em corte transversal de um exemplo de outro isolante térmico para uso em um aparelho de acordo com uma concretização da invenção. Nesta concretização, o isolante térmico 102 é o mesmo que o isolante térmico 102 da Figura 11, exceto que a camada metalizada 148 está entre o suporte 150 e a região de isolamento 124. Qualquer uma das variações aqui descritas para o isolante térmico da Figura 11 pode ser feita no isolante térmico da Figura 12 para formar outras concretizações.

[0068] As Figuras 4 e 5 mostram vistas esquemáticas em corte transversal de um outro isolante térmico para uso em um aparelho de acordo com uma concretização da invenção. Nesta concretização, as paredes interna e externa 110, 112 são formadas a partir de material eletricamente não condutor e/ou magneticamente impermeável. A parede interna 110 é adjacente a um elemento de aquecimento 142 compreendendo um material de aquecimento que é aquecível por penetração com um campo magnético variável. O elemento de aquecimento 142 é formado a partir de um material condutor elétrico e/ou magneticamente permeável. O elemento de aquecimento 142 é oco, como mostrado na Figura 5, de modo que um artigo 104 compreendendo material fumável possa ser recebido nele. Uma concretização do aparelho da presente invenção inclui o isolante térmico das Figuras 4 e 5 e o elemento de aquecimento 142, no lugar do isolante térmico 102 com elemento de aquecimento integral das Figuras 2 e 3.

[0069] Em uma concretização, tal como a das Figuras 1 a 3, a bobina 116a, 116b estende-se ao longo de um eixo longitudinal central que está substancialmente alinhado com um centro do eixo longitudinal da parede interna 110, de tal modo que a bobina 116a, 116b é substancialmente co-axial com a parede interna 110. Ou seja, os eixos alinhados são coincidentes. Numa variação a esta concretização, os eixos alinhados podem em vez disso ser paralelos um ao outro. Nesta concretização, a bobina 116a, 116b está em uma posição fixa em relação à parede interna 110.

[0070] Na concretização das Figuras 1 a 3, o dispositivo 118 para a passagem de uma corrente variável através da bobina 116a, 116b está eletricamente conectado entre a fonte de energia elétrica 114 e a bobina 116a, 116b. Em uma concretização, o controlador 120 também é eletricamente conectado à fonte de energia elétrica 114 e é conectado comunicativamente ao dispositivo 118 para controlar o dispositivo 118. Mais especificamente, nesta concretização, o controlador 120 é para controlar o dispositivo 118, de modo a controlar o fornecimento de energia elétrica da fonte de energia elétrica 114 para a bobina 116a, 116b. Em uma concretização, o controlador 120 pode compreender um circuito integrado (IC), tal como um circuito integrado em uma placa de circuito impresso (PCB). Em outras concretizações, o controlador 120 pode assumir uma forma diferente. Em algumas concretizações, o aparelho 100 pode ter um único componente elétrico ou eletrônico compreendendo o dispositivo 118 e o controlador 120. O controlador 120 pode ser operado nesta concretização pela operação do usuário de uma interface de usuário 122. Nesta concretização, a interface de usuário 122 está localizada no exterior do alojamento 108. A interface do usuário 122 pode compreender um botão de pressão, uma chave seletora, um mostrador, uma tela sensível ao toque ou semelhante. Em outras concretizações, a interface do usuário 122 pode ser remota e conectada ao aparelho 100 sem fio, como via Bluetooth®. Nesta concretização, a operação da interface de usuário 122 por um usuário faz com que o controlador 120 permita que o dispositivo 118 faça com que uma corrente elétrica alternada passe através da bobina 116a, 116b, de modo a fazer com que a bobina 114 gere um campo magnético alternado.

[0071] A bobina 116a, 116b e a parede interna 110 do aparelho 100 estão adequadamente relativamente posicionadas, de modo que o campo magnético variável produzido pela bobina 116a, 116b em uso penetra o material de aquecimento da parede interna 110.

Quando o material de aquecimento da parede interna 110 é um material eletricamente condutor, como na presente concretização, isso pode causar a geração de uma ou mais correntes de Foucault no material de aquecimento. O fluxo de correntes de Foucault no material de aquecimento contra a resistência elétrica do material de aquecimento faz com que o material de aquecimento seja aquecido por aquecimento Joule. Nesta concretização, o material de aquecimento também é feito de um material magnético, e assim a orientação dos dipolos magnéticos no material de aquecimento muda com o campo magnético aplicado variante, o que faz com que o calor seja gerado no material de aquecimento por histerese magnética. Como discutido anteriormente, em algumas concretizações, a parede externa 112 é formada a partir de um material magneticamente impermeável e/ou eletricamente não condutor, de modo que não aqueça quando exposto a um campo magnético variável. Fornecer tal parede externa 112 significa que a parede interna 110 se beneficia muito mais do efeito do campo magnético variável.

[0072] Em uma concretização, a bobina 116a, 116b envolve apenas parte da parede externa 112. Em outras concretizações, a bobina 116a, 116b circunda a parede externa 112 ao longo do comprimento total da parede externa 112.

[0073] Numa concretização, a bobina 116a, 116b compreende uma primeira parte 116a que circunda uma primeira porção da parede externa 112 e uma segunda parte 116b que circunda uma segunda porção da parede externa 112. O controlador 120 pode controlar o dispositivo 118 para passar uma corrente elétrica variável, como uma corrente alternada, através da primeira parte 116a para aquecer uma primeira porção da parede interna 110. O controlador

120 do gerador de campo magnético 106 pode controlar o dispositivo 118 para passar uma corrente elétrica variável, como uma corrente alternada, através da segunda parte 116a para aquecer uma segunda porção da parede interna 110. O controlador 120 do gerador de campo magnético 106 pode controlar seletiva e independentemente o dispositivo 118 para passar uma corrente elétrica variável, tal como uma corrente alternada, através da primeira parte 116a e da segunda parte 116b, de modo que as primeira e segunda porções da parede interna 110 possam ser aquecidas independentemente uma da outra. Por conseguinte, quando um artigo 104 compreendendo material fumável está localizado na zona de aquecimento, em uso, uma primeira seção do artigo 104 é aquecida pela primeira porção da parede interna 110 e uma segunda seção do artigo 104 é aquecida pela segunda porção da parede interna 110. Fornecer uma primeira parte da bobina e uma segunda parte da bobina dessa maneira ajuda a permitir que um aerossol seja formado e liberado relativamente rapidamente a partir de uma primeira seção do artigo, para inalação por um usuário, e permite uma segunda liberação subsequente de aerossol a partir de uma segunda seção do artigo quando a segunda parte da bobina é ativada. Deve ser observado que uma bobina de mais do que duas partes, ou múltiplas bobinas também podem ser fornecidas. Da mesma forma, várias bobinas ou várias partes de bobinas podem estar em operação simultaneamente, possivelmente de acordo com a preferência do usuário.

[0074] Em alguns casos, o artigo 104 a ser usado com o aparelho 100 pode compreender um elemento de aquecimento compreendendo material de aquecimento que é aquecível por penetração com um campo magnético variável. O elemento de aquecimento pode ser disposto no artigo, de modo que, quando o artigo 104 estiver localizado na zona de aquecimento do aparelho 100 e o gerador de campo magnético 106 controlar o dispositivo 118 para passar uma corrente elétrica variável, como uma corrente alternada, através da bobina 116a, 116b para aquecer a parede interna 110, então o artigo 104 é aquecido pelo elemento de aquecimento do artigo 104 e pela parede interna 110 do aparelho

100.

[0075] Em uma concretização, uma impedância da bobina 116a, 116b do gerador de campo magnético 106 é igual, ou substancialmente igual, a uma impedância da parede interna 110. Se a impedância da parede interna 110 for menor do que a impedância da bobina 116a, 116b, a tensão gerada através da parede interna 110 em uso pode ser menor que a tensão que pode ser gerada através da parede interna 110 quando as impedâncias são correspondidas. Alternativamente, se a impedância da parede interna 110 for superior à impedância da bobina 116a, 116b, a corrente elétrica gerada na parede interna 110 em uso poderá ser menor que a corrente que pode ser gerada na parede interna 110 quando as impedâncias são correspondentes. Corresponder as impedâncias poderá ajudar a equilibrar a tensão e a corrente para maximizar a potência de aquecimento gerado na parede interna 110 em utilização. Em algumas concretizações, a impedância do dispositivo 118 pode ser igual ou substancialmente igual a uma impedância combinada da bobina 116a, 116b e da parede interna

110.

[0076] O aparelho 100 pode compreender um sensor de temperatura 130 para detectar uma temperatura da parede interna

110. O sensor de temperatura 130 pode ser conectado comunicativamente ao controlador 120, de modo que o controlador 120 seja capaz de monitorar a temperatura da parede interna 110 ou da zona de aquecimento.

Com base em um ou mais sinais recebidos do sensor de temperatura 130, o controlador 120 pode fazer com que o dispositivo 118 ajuste uma característica da corrente elétrica variável ou alternada passada através da bobina 116a, 116b conforme necessário, a fim de garantir que a temperatura da zona de aquecimento ou da parede interna 110 permaneça dentro de uma faixa de temperatura predeterminada.

A característica pode ser, por exemplo, amplitude ou frequência ou ciclo de serviço.

Dentro da faixa de temperatura predeterminada, em uso, o material fumável dentro do artigo localizado na zona de aquecimento é aquecido o suficiente para volatilizar pelo menos um componente do material fumável sem queimar o material fumável.

Por conseguinte, nesta concretização, o controlador 120 e o aparelho 100 como um todo estão dispostos para aquecer o material fumável para volatilizar o pelo menos um componente do material fumável sem queimar o material fumável.

Em algumas concretizações, a faixa de temperatura operacional é de cerca de 50° C a cerca de 350° C, como entre cerca de 50° C e cerca de 250° C, entre cerca de 50° C e cerca de 150° C, entre cerca de 50° C e cerca de 120° C, entre cerca de 50° C e cerca de 100° C, entre cerca de 50° C e cerca de 80° C, ou entre cerca de 60° C e cerca de 70° C.

Em algumas concretizações, a faixa de temperaturas está entre cerca de 170° C e cerca de 220° C.

Em outras concretizações, a faixa de temperaturas pode ser outra do que dentro destes intervalos.

Em algumas concretizações, o limite superior da faixa de temperatura pode ser superior a 350° C.

Em algumas concretizações, o sensor de temperatura 130 pode ser omitido. Em algumas concretizações, o material de aquecimento da parede interna 110 pode ter uma temperatura no ponto Curie selecionada com base na temperatura máxima à qual se deseja aquecer o material de aquecimento, de modo que o aquecimento adicional acima dessa temperatura por aquecimento por indução do material de aquecimento é dificultado ou impedido.

[0077] As Figuras 6A e 6B mostram detalhes de conexões entre a parede interna 110 e a parede externa 112 do isolante térmico, de acordo com uma concretização da invenção. Uma extremidade da região de isolamento 124 do isolante térmico 102 pode afunilar à medida que a parede externa 112 e a parede interna 110 convergem para uma saída (não mostrado) através da qual gases na região de isolamento 124 podem ser evacuados para criar um vácuo durante a fabricação do isolante térmico 102. As Figuras 6A e 6B mostram um detalhe da parede externa 112 convergindo em direção à parede interna 110, mas um arranjo inverso, em que a parede interna 110 converge para a parede externa 112, pode alternativamente ser utilizado. A extremidade convergente da parede externa 112 é configurada para guiar moléculas de gás na região de isolamento 124 para fora da saída e, assim, evacuar a região de isolamento 124 para uma pressão mais baixa do que um exterior da região de isolamento durante a fabricação. A saída é vedável de modo a manter um vácuo ou uma região de menor pressão na região de isolamento 124 após a região de isolamento 124 ter sido evacuada. A saída pode ser vedada, por exemplo, ao criar um anel de vedação brasado 126, 128 na saída, ao soldar material nas paredes interna e externa 110, 112 na saída após a evacuação do gás da região de isolamento 124. No entanto, uma técnica de vedação alternativa pode ser usada. Os anéis de vedação brasados 126, 128 na junção entre a parede interna 110 e a parede externa 112 atuam para reduzir a transferência de calor para longe da parede interna 112 por convecção, reduzindo assim as perdas de energia no sistema.

[0078] Em certas concretizações, as paredes interna 110 e externa 112 podem compreender materiais diferentes que são unidos. Por exemplo, a parede externa 112 pode compreender um material de vidro ou cerâmica e a parede interna 110 pode compreender um metal ou liga de metal. Nestes casos, a parede externa 112 e parede interna de metal 110 podem ser soldadas em conjunto com um material de soldadura eutético de prata. O material de brasagem pode ser aplicado a uma única junta em sucessão em uma ordem dependente da tolerância à temperatura do material envolvido. Por exemplo, o processo de ligação de temperatura mais alta pode primeiro ser aplicado ao material da primeira parede para formar uma primeira junção a essa parede. A temperatura do processo de ligação pode então ser reduzida para formar uma segunda junção à outra parede.

[0079] Nas concretizações em que a parede externa 112 compreende um material de vidro e a parede interna 110 compreende um metal ou liga de metal, o processo de união pode compreender uma vedação vidro-para-metal na qual uma ligação é formada entre as paredes interna 110 e externa 112 por fusão de alta temperatura do vidro e/ou do metal/liga de metal.

[0080] Em certos dispositivos, as extremidades da parede externa 112 podem ser moldadas para se ajustarem bem à parede interna 110 antes da ligação. Um exemplo de uma parede externa 112 tendo extremidades moldadas é mostrado na Figura 14. Cada extremidade da parede externa 112 pode compreender uma extremidade alargada 112a que é moldada de modo que a parede externa 112 forme um ajuste firme à parede interna 110. Como pode ser visto na Figura 14, as extremidades 112a podem ser alargadas para baixo em direção à parede interna 110 para formar um ajuste firme com a parede interna 110. Em algumas concretizações, onde a parede externa 112 compreende um material de vidro, o material de vidro pode ser aquecido e deformado para formar um ajuste firme com a parede interna 110.

[0081] Em alguns dispositivos, a parede interna 110 pode ser moldada para formar um encaixe firme com a parede externa 112 quando as paredes são montadas juntas. Um exemplo de uma parede interna 110 com extremidades moldadas é mostrado na Figura 15. As extremidades da parede interna 110 compreendem, cada, uma flange 110a. Quando a parede interna 110 é montada com a parede externa 112, as flanges 110a se estendem em direção a uma superfície interna da parede externa 112, de modo que as paredes interna e externa 112 tenham um encaixe firme.

[0082] Em algumas concretizações, as extremidades moldadas da parede interna 110 e/ou parede externa 112 podem ser aquecidas, de modo que uma ligação seja formada com a superfície interna da parede externa 112. Por exemplo, as extremidades moldadas podem ser aquecidas de modo que o material que forma a parede externa 112 derrete para se unir contra as extremidades moldadas da parede interna 110, ou vice-versa. O aquecimento pode compreender aquecimento por indução, por exemplo.

[0083] Qualquer uma das técnicas acima descritas de montagem e/ou junção, ou qualquer outra técnica adequada, pode ser utilizada na montagem e/ou junção da parede interna 110 para a parede externa 112.

[0084] A fim de evacuar a região de isolamento 124, o isolante térmico 102 pode ser colocado em um ambiente substancialmente evacuado de baixa pressão, como uma câmara de forno a vácuo, de modo que as moléculas de gás na região de isolamento 124 fluam para o ambiente de baixa pressão fora do isolante térmico 102. Quando a pressão no interior da região de isolamento 124 se torna baixa, a geometria cônica da parede externa 112 e a parede interna 110, guiam quaisquer moléculas de gases remanescentes para fora da região de isolamento 124, através da saída.

[0085] Em algumas concretizações, um ou mais revestimentos de baixa emissividade podem estar presentes nas superfícies internas da região de isolamento 124, isto é, numa superfície exterior da parede interna 110 e uma superfície interna da parede externa 112. Fornecer uma ou mais tais revestimentos de baixa emissividade pode ajudar a reduzir a transferência de calor via radiação infravermelha.

[0086] Em algumas concretizações, uma superfície refletora é fornecida em uma superfície da parede interna 110 que delimita a região de isolamento 124. Alternativamente ou além disso, uma superfície refletora pode ser fornecida em uma superfície da parede externa 112 que limita a região de isolamento 124. A superfície refletora atua para reduzir a transferência de calor para longe da parede interna 110 por radiação.

[0087] Embora a forma do isolante térmico 102 tenha sido geralmente descrita até agora aqui como sendo substancialmente cilíndrica ou semelhante, o isolante térmico 102 pode ser formado como outra forma, por exemplo um cuboide. Numa concretização, a parede interna 110 é tubular e circunda a zona de aquecimento. A parede interna 110 pode possuir uma secção transversal substancialmente circular. No entanto, em outras concretizações, a parede interna 110 pode ter uma seção transversal que não é circular, como quadrada, retangular, poligonal ou elíptica.

[0088] Com referência à Figura 7, é mostrada uma vista esquemática em corte transversal de um artigo 104 que compreende material fumável, de acordo com uma concretização da invenção. O artigo 104 desta concretização é particularmente adequado para uso com o aparelho 100 mostrado na Figura 1, ou um aparelho que possui o isolante térmico das figuras 4 e 5 e o elemento de aquecimento 142, no lugar do isolante térmico 102 com elemento de aquecimento integral das Figuras 2 e 3. Em uso, o artigo 104 pode ser inserido de forma removível na zona de aquecimento em uma abertura 144 do aparelho 100.

[0089] Em uma concretização, o artigo 104 está na forma de uma haste substancialmente cilíndrica que inclui um corpo de material fumável 132 e um conjunto de filtro na forma de uma haste. O conjunto de filtro desta concretização compreende três segmentos: um segmento de resfriamento 134, um segmento de filtro 136 e um segmento de extremidade de boca 138. No entanto, em outras concretizações qualquer um ou dois ou todos estes segmentos 134, 136, 138 podem ser omitidos.

[0090] O corpo de material fumável 132 situa-se em direção a uma extremidade distal do artigo 104. Em uma concretização, o segmento de resfriamento 134 está localizado entre o corpo do material fumável 132 e o segmento de filtro 136, de modo que o segmento de resfriamento 134 esteja em uma relação de contato com o material fumável 132 e o segmento de filtro 136. O segmento de filtro 136 está localizado entre o segmento de resfriamento 134 e o segmento de extremidade de boca 138. O segmento de extremidade de boca 138 está localizado em direção a uma extremidade proximal do artigo 104, adjacente ao segmento de filtro 136. Numa concretização, o segmento de filtro 136 está em uma relação de contato com o segmento de extremidade de boca

138.

[0091] Em uma concretização, o corpo de material fumável 132 compreende tabaco. No entanto, em outras concretizações respectivas, o corpo do material fumável 132 pode consistir em tabaco, pode consistir substancialmente inteiramente em tabaco, pode compreender tabaco e material fumável que não seja tabaco, pode compreender material fumável que não seja tabaco ou pode estar livre de tabaco. O material fumável pode incluir um agente formador de aerossol, como glicerol.

[0092] Numa concretização, o segmento de resfriamento 134 é um tubo anular e está localizado ao redor e define uma folga de ar dentro do segmento de resfriamento 134. A folga de ar fornece uma câmara para que componentes volatilizados aquecidos gerados a partir do corpo do material fumável 132 fluam. O segmento de resfriamento 134 é oco para fornecer uma câmara para acumulação de aerossol, mas rígido o suficiente para suportar forças de compressão axiais e momentos de flexão que podem surgir durante a fabricação e enquanto o artigo 104 está em uso durante a inserção no aparelho 100. O segmento de resfriamento 134 fornece um deslocamento físico entre o material fumável 132 e o segmento de filtro 136. O deslocamento físico fornecido pelo segmento de resfriamento 134 fornecerá um gradiente térmico ao longo do comprimento do segmento de resfriamento 134.

[0093] O segmento de filtro 136 pode ser formado de qualquer material de filtro suficiente para remover um ou mais compostos volatilizados dos componentes volatilizados aquecidos do material fumável. Numa concretização, o segmento de filtro 136 é feito de um material monoacetato, como acetato de celulose. A presença do segmento de filtro 136 fornece um efeito isolante ao fornecer um resfriamento adicional aos componentes volatilizados aquecidos que saem do segmento de resfriamento 136. Esse efeito de resfriamento adicional reduz a temperatura de contato dos lábios do usuário na superfície do segmento de filtro 136.

[0094] O segmento de extremidade de boca 138 é um tubo anular e está localizado ao redor e define uma folga de ar dentro do segmento de extremidade de boca 138. A folga de ar fornece uma câmara para componentes volatilizados aquecidos que fluem a partir do segmento de filtro 138.

[0095] Numa concretização, o comprimento total do artigo 104 está entre 71 mm e 95 mm, mais preferencialmente, o comprimento total do artigo 104 está entre 79 mm e 87 mm, mais preferencialmente ainda, o comprimento total do artigo 104 é 83 mm.

[0096] Em uma concretização, o artigo 104 é alongado e substancialmente cilíndrico com uma seção transversal substancialmente circular. No entanto, em outras concretizações, o artigo 104 pode ter uma seção transversal diferente de circular e/ou não ser alongado e/ou não ser cilíndrico.

[0097] Com referência à Figura 8, é mostrada uma vista esquemática em corte transversal de um sistema de acordo com uma concretização da invenção. O sistema 200 compreende o aparelho 100 da Figura 1 e o artigo 104 da Figura 7. Por uma questão de concisão, o aparelho 100 e o artigo 104 não foram descritos em detalhes novamente.

[0098] Em uso, o artigo 104 é recebido dentro da zona de aquecimento do aparelho. Como descrito acima, a parede interna 110 é passível de calor por penetração com um campo magnético variável para aquecer a zona de aquecimento. O artigo na zona de aquecimento irá, por sua vez, ser aquecido para fazer com que um ou mais componentes volatilizados do material fumável sejam liberados.

[0099] Em uso, o ar pode ser aspirado para dentro do artigo 104 através da extremidade distal do artigo 104 através de uma entrada que conecta fluidamente um interior do aparelho 100 com um exterior do aparelho 100. O ar pode passar através do material fumável 132 e captar componentes volatilizados liberados do material fumável 132 e, em seguida, os componentes volatilizados, tipicamente na forma de vapor ou aerossol, podem ser aspirados através do conjunto de filtro do artigo 104 e até a extremidade proximal do artigo 104 para consumo por um usuário.

[0100] Numa concretização, quando o artigo 104 se encontra na zona de aquecimento, a parede interna 110 está em contato térmico com o material fumável 132 do artigo 104. Em uma concretização, o material fumável 132 está em contato de superfície com a parede interna 110. Portanto, a parede interna 110 é aquecível em uso para aquecer diretamente o material fumável 132. Em outras concretizações, o material de aquecimento da parede interna 110 pode ser mantido fora do contato de superfície com o material fumável 132, mas ainda em uma relação térmica com o material fumável 132.

[0101] Em outras concretizações, como discutido acima com referência às Figuras 4 e 5, a parede interna 110 é adjacente a um elemento de aquecimento compreendendo material de aquecimento que é aquecível por penetração com um campo magnético variável. Em tais concretizações, o elemento de aquecimento 142 está em contato térmico (e de preferência em contato de superfície) com o material fumável 132 do artigo 104, de modo a aquecer o material fumável 132 em uso.

[0102] A Figura 13 mostra uma vista esquemática em corte transversal de um exemplo de outro isolante térmico para uso em um aparelho de acordo com uma concretização da invenção. Nesta concretização, o isolante térmico 102 é o mesmo que o isolante térmico 102 da Figura 4, exceto que o elemento de aquecimento 142 está conectado à parede interna 110 por um ou mais acessórios deformáveis 152. Na Figura 13, quatro acessórios deformáveis 152 são mostrados, mas em outras concretizações, pode haver mais ou menos, como um ou dois. Em algum exemplo, os acessórios deformáveis 152 fornecem uma conexão estrutural entre a parede interna 110 e o elemento de aquecimento 142, permitindo também um movimento relativo limitado entre a parede interna 110 e o elemento de aquecimento 142. Durante o aquecimento, a parede interna 110 e o elemento de aquecimento 142 podem se expandir a taxas diferentes. Permitir algum movimento relativo entre a parede interna 110 e o elemento de aquecimento 142 devido a diferentes taxas de expansão térmica ajuda a reduzir ou evitar que seja aplicado estresse à parede interna 110 e ao elemento de aquecimento 142. Isso pode ser particularmente vantajoso quando a parede interna 110 é inflexível ou menos flexível que o elemento de aquecimento da parede interna 142, como quando a parede interna é feita ou compreende vidro ou cerâmica. Em algumas concretizações, os acessórios deformáveis podem ser feitos de silicone de alta temperatura, por exemplo.

[0103] Numa concretização, o comprimento do corpo do material fumável 132 é aproximadamente igual ao comprimento da parede interna 110. Isso pode ajudar a fornecer um aquecimento mais eficaz do corpo do material fumável 132 em uso. Em outras concretizações, o comprimento do corpo do material fumável 132 pode ser menor ou maior que o comprimento da parede interna 110.

[0104] Em uma concretização, a parede interna 110 é impermeável ao ar ou material volatilizado, e é substancialmente livre de descontinuidades.

[0105] Com referência à Figura 9, é mostrado um diagrama de fluxo que mostra um método de aquecimento de material fumável para volatilizar pelo menos um componente do material fumável de acordo com uma concretização da invenção.

[0106] O método 300 compreende fornecer 302 um aparelho de acordo com uma concretização da presente invenção, tal como o aparelho 100, como mostrado na Figura 1 e descrito acima. O método também compreende localizar 304 um artigo compreendendo material fumável, como o artigo 104 mostrado na Figura 7 e descrito acima, na zona de aquecimento do aparelho. O método compreende ainda penetrar 306 o material de aquecimento do aparelho com um campo magnético variável para aquecer a zona de aquecimento e o material fumável do artigo.

[0107] Em cada uma das concretizações discutidas acima, o material de aquecimento é aço. No entanto, em outras concretizações, o material de aquecimento pode compreender um ou mais materiais selecionados a partir do grupo que consiste em: um material eletricamente condutor, um material magnético e um material eletricamente condutor magnético. Em algumas concretizações, o material de aquecimento pode compreender um metal ou uma liga de metal. Em algumas concretizações, o material de aquecimento pode compreender um ou mais materiais selecionados a partir do grupo que consiste em: alumínio, ouro, ferro, níquel, cobalto, carbono condutor, grafite, aço carbono simples, aço inoxidável, aço inoxidável ferrítico, cobre e bronze. Outros materiais de aquecimento podem ser utilizados em outras concretizações. Verificou-se que, quando o material eletricamente condutor magnético é usado como material de aquecimento, o acoplamento magnético entre o material eletricamente condutor magnético e um eletroímã do aparelho em uso pode ser aprimorado. Além de potencialmente permitir o aquecimento por histerese magnética, isso pode resultar em aquecimento Joule maior ou melhorado do material de aquecimento e, portanto, aquecimento maior ou melhorado do material fumável.

[0108] O material de aquecimento pode ter uma profundidade de pele, que é uma zona externa dentro da qual ocorre a maioria de uma corrente elétrica induzida e/ou reorientação induzida de dipolos magnéticos. Ao fornecer uma espessura relativamente pequena, uma proporção maior do material de aquecimento pode ser aquecível por um dado campo magnético variável, em comparação com o material de aquecimento com uma profundidade ou espessura que é relativamente grande em comparação com as outras dimensões do material de aquecimento. Assim, é alcançado um uso mais eficiente do material e, por sua vez, os custos são reduzidos.

[0109] Em algumas concretizações, uma primeira porção da parede interna 110 pode ser feita de um primeiro material e uma segunda porção da parede interna 110 pode ser feita de um segundo material que é diferente do primeiro material. O primeiro material pode ser um material de aquecimento que é aquecível por penetração com um campo magnético variável. Exemplos de tais materiais de aquecimento são discutidos acima. O segundo material pode, ou não, ser um material de aquecimento que é aquecível por penetração com um campo magnético variável, mas deve ser um condutor térmico. A primeira porção da parede interna 110 pode estar localizada em direção à extremidade proximal ou da boca do aparelho 100, de modo que quando um campo magnético variável é aplicado à parede interna 110, a primeira porção é aquecida e, portanto, aquece uma porção do corpo de material fumável 132 que está localizada em direção à extremidade proximal ou da boca do corpo do material fumável 132 primeiro. A segunda porção da parede interna 110 será então aquecida por condução, a qual por sua vez aquecerá a porção do corpo de material fumável 132 que está localizada na extremidade distal do corpo do material fumável 132.

[0110] Em algumas concretizações, o material fumável é material fumável não líquido, e o aparelho é para aquecer material fumável não líquido para volatilizar pelo menos um componente do material fumável. Em outras concretizações, o oposto pode ser verdadeiro. Em algumas concretizações, o aparelho é para aquecer um material fumável líquido para volatilizar pelo menos um componente do material fumável líquido, que passa subsequentemente através de um material fumável não líquido.

[0111] Em cada uma das concretizações descritas acima, o artigo 104 é um artigo consumível. Uma vez que todo (ou substancialmente todo) o(s) componente(s) volatilizável(s) do material fumável 132 no artigo 104 foi/foram gasto(s), o usuário pode remover o artigo 104 do aparelho 100 e descartar o artigo

104. O usuário pode subsequentemente reutilizar o aparelho 100 com outro artigo semelhante 104.

[0112] Em algumas concretizações, o aparelho 100 é vendido, fornecido ou de outro modo proporcionado separadamente dos artigos 104 com os quais o aparelho 100 é utilizável. No entanto, em algumas concretizações, o aparelho 100 e um ou mais dos artigos 104 podem ser fornecidos juntos como um sistema 200, como um kit ou um conjunto, possivelmente com componentes adicionais, como utensílios de limpeza.

[0113] A fim de abordar várias questões e avançar a técnica, a totalidade desta divulgação mostra, a título de ilustração e exemplo, várias concretizações nas quais a invenção reivindicada pode ser praticada e que proporcionam um aparelho superior para aquecer material fumável para volatilizar pelo menos um componente do material fumável, sistemas superiores que compreendem tais aparelhos e tais artigos e métodos superiores de aquecimento de material fumável para volatilizar pelo menos um componente do material fumável. As vantagens e características da divulgação são apenas de uma amostra representativa das concretizações e não são exaustivas e/ou exclusivas. Elas são apresentadas apenas para ajudar a entender e ensinar as características reivindicadas e de outra forma divulgadas. Deve ser entendido que vantagens, concretizações, exemplos, funções, estruturas, e/ou outros aspectos da divulgação não devem ser considerados limitações na divulgação, conforme definido pelas reivindicações ou limitações de equivalentes às reivindicações, e que outras concretizações podem ser utilizadas e modificações podem ser feitas sem se afastar do escopo e/ou espírito da divulgação.

Várias concretizações podem adequadamente compreender, consistir ou consistir na essência de várias combinações dos elementos, componentes, características, partes, etapas, meios, etc. divulgados.

A divulgação pode incluir outras invenções não reivindicadas atualmente, mas que podem ser reivindicadas no futuro.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Aparelho para aquecer material fumável para volatilizar pelo menos um componente do material fumável, caracterizado pelo fato de que o aparelho compreende: um isolante térmico compreendendo: uma parede interna que define pelo menos parcialmente uma zona de aquecimento para receber pelo menos uma porção de um artigo que compreende material fumável, em que a parede interna compreende material de aquecimento que é aquecível por penetração com um campo magnético variável para aquecer a zona de aquecimento; uma parede externa; e uma região de isolamento delimitada pela parede interna e pela parede externa, em que a região de isolamento é evacuada para uma pressão mais baixa do que um exterior da região de isolamento; e um gerador de campo magnético para gerar um campo magnético variável que penetra a parede interna para aquecer a parede interna em uso.

2. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a parede externa é magneticamente impermeável e/ou eletricamente não condutora.

3. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1 ou reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a parede externa compreende vidro ou cerâmica.

4. Aparelho, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que o gerador de campo magnético compreende uma bobina que envolve pelo menos uma parte da parede externa.

5. Aparelho, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que a bobina compreende uma bobina helicoidal.

6. Aparelho, de acordo com a reivindicação 4 ou reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que a bobina compreende um fio de Litz.

7. Aparelho, de acordo com qualquer uma das reivindicações 4 a 6, caracterizado pelo fato de que a bobina compreende uma primeira parte para aquecer uma primeira seção da parede interna e uma segunda parte para aquecer uma segunda seção da parede interna, em que a primeira parte e a segunda parte são independentemente controláveis.

8. Aparelho, de acordo com qualquer uma das reivindicações 4 a 7, caracterizado pelo fato de que compreende uma segunda bobina que circunda pelo menos parte da parede externa, em que a bobina e a segunda bobina são independentemente controláveis.

9. Aparelho, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que compreende anéis de brasagem localizados a uma junção entre a parede interna e a parede externa para vedar a região de isolamento.

10. Aparelho, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que a parede externa se estende apenas parcialmente ao longo de um comprimento da parede interna.

11. Aparelho, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de que a parede interna é um tubo cilíndrico.

12. Aparelho, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado pelo fato de que compreende blindagem magnética em torno do gerador de campo magnético.

13. Aparelho, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizado pelo fato de que o material de aquecimento compreende um ou mais materiais selecionados a partir do grupo consistindo em: um material eletricamente condutor, um material magnético, e um material eletricamente condutor magnético.

14. Aparelho, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 13, caracterizado pelo fato de que o material de aquecimento compreende um metal ou uma liga metálica.

15. Aparelho, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 14, caracterizado pelo fato de que o material de aquecimento compreende um ou mais materiais selecionados a partir do grupo que consiste em: alumínio, ouro, ferro, níquel, cobalto, carbono condutor, grafite, aço carbono, aço inoxidável, aço inoxidável ferrítico, cobre e bronze.

16. Aparelho, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 15, caracterizado pelo fato de que uma primeira seção da parede interna é feita de um primeiro material e uma segunda seção da parede interna é feita de um segundo material que é diferente do primeiro material.

17. Aparelho, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 16, caracterizado pelo fato de que o aparelho é para o aquecimento de material fumável não-líquido para volatilizar pelo menos um componente do material fumável, sem queimar o material fumável.

18. Aparelho, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 17, caracterizado pelo fato de que a parede interna é conectada à parede externa em uma primeira posição na parede interna e em uma segunda posição na parede interna, em que a parede interna compreende pelo menos uma estrutura deformável entre as primeira e segunda posições, e em que a pelo menos uma estrutura deformável é para deformar para acomodar a expansão térmica de uma seção da parede interna entre as primeira e segunda posições durante o aquecimento do material de aquecimento.

19. Aparelho, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 18, caracterizado pelo fato de que o aquecimento de material compreende uma camada metalizada da parede interna.

20. Aparelho, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que a parede interna compreende um suporte de material magneticamente impermeável e/ou eletricamente não condutor e a camada metalizada está entre o suporte e a região de isolamento.

21. Aparelho, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que a parede interna compreende um suporte de material magneticamente impermeável e/ou eletricamente não condutor e o suporte está entre a camada metalizada e a região de isolamento.

22. Aparelho para aquecer material fumável para volatilizar pelo menos um componente do material fumável caracterizado pelo fato de que compreende: uma zona de aquecimento para receber pelo menos uma porção de um artigo compreendendo material fumável;

um elemento de aquecimento compreendendo material de aquecimento que é aquecível por penetração com um campo magnético variável para aquecer a zona de aquecimento; um isolante térmico compreendendo: uma parede externa; uma parede interna entre o elemento de aquecimento e a parede externa; e uma região de isolamento delimitada pela parede interna e pela parede externa, em que a região de isolamento é evacuada para uma pressão mais baixa do que um exterior da região de isolamento, e em que uma ou cada uma das paredes interna e externa é magneticamente impermeável e/ou eletricamente não condutora; e um gerador de campo magnético para gerar um campo magnético variável que penetra o elemento de aquecimento em uso.

23. Aparelho, de acordo com a reivindicação 22, caracterizado pelo fato de que uma ou cada uma das paredes externa e interna é formada de vidro.

24. Aparelho, de acordo com a reivindicação 22 ou 23, caracterizado pelo fato de que o elemento de aquecimento é conectado à parede interna por um ou mais acessórios deformáveis.

25. Material fumável caracterizado pelo fato de que é para uso com o aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 24.

26. Sistema para aquecer material fumável para volatilizar pelo menos um componente do material fumável caracterizado pelo fato de que compreende:

aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 24; e o artigo compreendendo material fumável para se localizar pelo menos parcialmente na zona de aquecimento do aparelho.

27. Método para aquecer material fumável para volatilizar pelo menos um componente do material fumável caracterizado pelo fato de que compreende: fornecer um aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 24; localizar pelo menos uma porção de um artigo compreendendo material fumável na zona de aquecimento do aparelho; e penetrar o material de aquecimento do aparelho com um campo magnético variável para aquecer a zona de aquecimento e o material fumável.

28. Isolante térmico para uso em aparelhos para aquecimento de material fumável para volatilizar pelo menos um componente do material fumável caracterizado pelo fato de que compreende: uma parede interna compreendendo material de aquecimento que é aquecível por penetração com um campo magnético variável; uma parede externa que é magneticamente impermeável e/ou eletricamente não condutora; e uma região de isolamento delimitada pela parede interna e pela parede externa, em que a região de isolamento é evacuada para uma pressão mais baixa do que um exterior da região de isolamento.