BR112020008345A2

BR112020008345A2 - dispositivo gerador de aerossol e método para controlar um aquecedor de um dispositivo gerador de aerossol

Info

Publication number: BR112020008345A2
Application number: BR112020008345-3A
Authority: BR
Inventors: Marie FARINE
Original assignee: Philip Morris Products S.A.
Priority date: 2017-11-30
Filing date: 2018-11-26
Publication date: 2020-11-03
Also published as: CN117122101A; PH12020500369A1; WO2019105879A1; IL274738B1; RU2020120945A3; EP3716800B1; EP4111891A1; CN111356378A; EP3716800A1; IL274738B2; US20200367569A1; KR20200093588A; IL274738A; CN111356378B; JP7267279B2; RU2020120945A; PL3716800T3; JP2021503932A; US11617395B2

Abstract

A presente invenção refere-se a um método para controle de um aquecedor em um dispositivo gerador de aerossol, que possui um aquecedor que compreende pelo menos um elemento de aquecimento que aquece um substrato formador de aerossol e uma fonte de alimentação que fornece energia ao elemento de aquecimento. As etapas de método são: controlar a energia fornecida ao elemento de aquecimento de modo que em uma primeira fase energia seja fornecida para aumentar a temperatura do elemento de aquecimento de uma temperatura inicial para uma primeira temperatura e em uma segunda fase energia seja fornecida energia para diminuir a temperatura do elemento de aquecimento abaixo da primeira temperatura para uma segunda temperatura. A energia fornecida ao elemento de aquecimento durante a primeira fase é aumentada pelo menos uma vez durante a duração da primeira fase; e aerossol é produzido durante a segunda fase.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "DISPO-

SITIVO GERADOR DE AEROSSOL E MÉTODO PARA CONTROLAR UM AQUECEDOR DE UM DISPOSITIVO GERADOR DE AEROS- SOL".

[001] A presente invenção refere-se a um dispositivo gerador de aerossol compreendendo um cartucho contendo um substrato forma- dor de aerossol e um método para controlar um aquecedor de um dis- positivo gerador de aerossol.

[002] Em particular, a invenção refere-se a um método para con- trolar um aquecedor de um dispositivo gerador de aerossol durante as fases iniciais, em que o cartucho contendo o substrato formador de aerossol é aquecido a uma temperatura na qual o aerossol é produzi- do tão rápido quanto possível, evitando o superaquecimento do subs- trato formador de aerossol, e perdas de energia desnecessárias devi- do à incapacidade do material de cartucho para absorver calor eficien- temente.

[003] Geralmente, é desejável que os dispositivos geradores de aerossol gerem um aerossol com as propriedades desejadas o mais rápido possível após a ativação do dispositivo. Para uma experiência satisfatória do consumidor de um dispositivo gerador de aerossol o "tempo para a primeira tragada" é considerado um fator importante. Os consumidores geralmente não querem esperar por um período prolon- gado após a ativação do dispositivo antes de poder dar uma primeira tragada. Por essa razão, uma energia específica pode ser fornecida ao elemento de aquecimento quando um dispositivo for ativado para ele- vá-lo a uma temperatura de trabalho o mais rápido possível. No entan- to, verificou-se que inicialmente fornecer uma energia alta ou máxima a um aquecedor para aumentar rapidamente a temperatura do cartu- cho não é uma solução ideal. Por exemplo, o aquecimento pode ser ineficiente, resultando em perdas de energia devido à incapacidade do material de cartucho para absorver o calor de forma eficiente. Além disso, o cartucho, ou suas partes, ou o substrato formador de aerossol contido no cartucho, pode ser superaquecido.

[004] Seria desejável fornecer um sistema e dispositivo gerador de aerossol que se configure para gerar aerossol rapidamente após a ativação do dispositivo, sem perda desnecessária de energia, e com um risco reduzido de superaquecimento do cartucho e/ou do substrato formador de aerossol.

[005] Em um primeiro aspecto, a divulgação fornece um método para controle da produção de aerossol em um dispositivo gerador de aerossol, o dispositivo que compreende: um aquecedor compreenden- do pelo menos um elemento de aquecimento configurado para aque- cer um substrato formador de aerossol; e uma fonte de alimentação para fornecer energia ao elemento de aquecimento; o método com- preendendo as etapas de controle de energia fornecido ao elemento de aquecimento de modo que - em uma primeira fase energia é fornecida para aumentar a temperatura do elemento de aquecimento de uma temperatura inicial para uma primeira temperatura, e - em uma segunda fase energia é fornecida para diminuir a temperatura do elemento de aquecimento abaixo da primeira tempe- ratura para uma segunda temperatura, em que a energia fornecida ao elemento de aquecimento durante a primeira fase é aumentada pelo menos uma vez durante a duração da primeira fase; e em que o aerossol é produzido durante a segunda fa- se.

[006] Na primeira fase, a energia fornecida ao elemento de aque- cimento é aumentada para aumentar a temperatura do elemento de aquecimento de uma temperatura inicial para uma primeira temperatu- ra. Em particular, a energia fornecida ao elemento de aquecimento é aumentada pelo menos uma vez durante a duração da primeira fase. Em outras palavras, a energia fornecida ao elemento de aquecimento é aumentada gradualmente durante a primeira fase para aumentar gradualmente a temperatura do elemento de aquecimento. O aumento gradual da energia pode ser incremental, compreendendo uma ou mais etapas ou incrementos. O aumento gradual da energia pode in- cluir um aumento contínuo ao longo de pelo menos uma porção da primeira fase.

[007] Verificou-se que aumentar gradualmente a energia forneci- da ao elemento de aquecimento para aumentar gradualmente a tem- peratura do elemento de aquecimento durante a primeira fase pode fornecer o mesmo ou um aumento substancialmente semelhante de temperatura no substrato formador de aerossol no final da primeira fa- se em comparação a um único, rápido aumento na temperatura do elemento de aquecimento no início da primeira fase. Como tal, aumen- tar gradualmente a energia do elemento de aquecimento para aumen- tar gradualmente a temperatura do elemento de aquecimento pode melhorar a eficiência da transferência de calor entre o elemento de aquecimento e o substrato formador de aerossol, uma vez que menos energia pode ser fornecida para o elemento de aquecimento durante a primeira fase se a energia for aumentada gradualmente.

[008] Conforme usado neste documento, um "dispositivo gerador de aerossol" se refere a um dispositivo que interage com um substrato formador de aerossol para gerar um aerossol. O substrato formador de aerossol pode ser sólido ou líquido, ou uma combinação dos mesmos. O substrato formador de aerossol pode ser parte de um artigo gerador de aerossol, por exemplo, parte de um cartucho contendo o substrato formador de aerossol ou parte de um bastão que compreende um cor- po de substrato formador de aerossol e um filtro envolvido na forma de uma coluna, de forma semelhante a um cigarro convencional. Um dis-

positivo gerador de aerossol pode ser um dispositivo que interage com um substrato formador de aerossol de um artigo gerador de aerossol para gerar um aerossol que seja diretamente inalável nos pulmões de um usuário através da boca do usuário.

[009] Conforme usado neste documento, o termo "substrato for- mador de aerossol" é usado para descrever um substrato capaz de liberar compostos voláteis que podem formar um aerossol.

[0010] O substrato formador de aerossol pode ser fornecido em um cartucho ou recipiente. O cartucho ou recipiente pode ser posicio- nado próximo ao elemento de aquecimento. O elemento de aqueci- mento pode aquecer o substrato formador de aerossol no cartucho ou recipiente tanto na primeira fase quanto na segunda fase.

[0011] Conforme usado neste documento, o termo "artigo gerador de aerossol" é usado para denotar um substrato formador de aerossol que é capaz de liberar compostos voláteis que podem formar um ae- rossol. Por exemplo, um artigo gerador de aerossol pode ser um artigo que gera um aerossol diretamente inalável nos pulmões de um usuário através de bocal do usuário. Um artigo gerador de aerossol pode ser descartável. Alternativamente, o artigo gerador de aerossol pode ser um cartucho compreendendo um substrato formador de aerossol líqui- do ou sólido. Um artigo gerador de aerossol pode ser, ou pode com- preender, um bastão de tabaco.

[0012] Quando o substrato formador de aerossol for fornecido em um artigo, como um cartucho, a taxa de transferência de calor entre o elemento de aquecimento a uma determinada temperatura e o subs- trato formador de aerossol contido no artigo pode variar dependendo do artigo. Mesmo para artigos do mesmo desenho, variações durante a fabricação podem resultar em variações na taxa de transferência de calor.

[0013] Surpreendentemente, verificou-se que o método do primei-

ro aspecto da invenção pode alcançar variações menores no perfil de temperatura do substrato formador de aerossol durante a primeira fa- se, em comparação aos métodos que compõem um único e rápido aumento na temperatura do elemento de aquecimento. Essa vanta- gem pode surgir porque um aumento gradual da temperatura do ele- mento de aquecimento sobre a primeira fase resulta em menores dife- renças de temperatura entre o elemento aquecedor, o artigo e o subs- trato formador de aerossol contido no artigo durante a primeira fase, em comparação a os métodos que compreendem um único e rápido aumento de temperatura do elemento de aquecimento. A grande dife- rença de temperatura entre o elemento aquecedor, o artigo e o subs- trato formador de aerossol contido no artigo que resulta após um único e rápido aumento da temperatura do elemento de aquecimento pode enfatizar diferenças na taxa da transferência de calor entre diferentes artigos em comparação ao aumento gradual da temperatura do ele- mento de aquecimento do método do primeiro aspecto da invenção.

[0014] Em algumas modalidades, a temperatura do elemento de aquecimento pode ser medida e definida diretamente, por exemplo, através de um meio de ajuste de temperatura, como um sensor, em ou ao redor do aquecedor. Em outras modalidades, a temperatura do elemento de aquecimento pode ser medida e definida indiretamente, por exemplo, através da medição e definição da resistência do ele- mento de aquecimento. A resistência do elemento de aquecimento po- de depender de sua temperatura. Como resultado, a temperatura de- finida do elemento de aquecimento pode corresponder a um valor es- pecífico de resistência do elemento de aquecimento.

[0015] A relação entre as resistências e as temperaturas do ele- mento de aquecimento pode ser conhecida. Como tal, pode ser pos- sível determinar a temperatura do elemento de aquecimento a partir de uma medição da resistência elétrica do elemento de aquecimento. Em algumas modalidades, a relação determinada pode ser baseada em uma série de valores de referência medidos durante uma calibração do aquecedor, por exemplo, três valores de referência. Por exemplo, em um procedimento exemplar para calibrar o aquecedor, a energia pode ser fornecida ao elemento de aquecimento e a temperatura do elemen- to de aquecimento pode ser medida. Quando a temperatura medida do elemento de aquecimento atinge um valor predeterminado que de- ve ser usado como valor de referência, por exemplo, 150 °C, 250 °C e 300 °C, a resistência do elemento de aquecimento é medida. Os valo- res de resistência de referência medidos podem ser armazenados em uma memória, como uma memória flash, no dispositivo gerador de ae- rossol. O dispositivo ainda pode ser configurado para determinar valo- res de resistência de destino para temperaturas definidas diferentes dos valores de resistência de referência armazenados na memória do dispositivo gerador de aerossol. Por exemplo, o dispositivo pode ser configurado para interpolar ou extrapolar valores adicionais de resis- tência de referência dos valores de resistência de referência armaze- nados. A interpolação ou extrapolação pode ser baseada em uma re- lação conhecida entre temperatura e resistência para o tipo de ele- mento de aquecimento usado no dispositivo. A relação utilizada para a interpolação ou extrapolação depende tipicamente das propriedades materiais do elemento de aquecimento e, portanto, da escolha do ma- terial do elemento de aquecimento.

[0016] Em operação, o dispositivo pode ser configurado para per- mitir que um usuário selecione uma temperatura definida correspon- dente a uma temperatura-alvo específica para o elemento de aqueci- mento. Uma temperatura definida pode ser atingida e/ou mantida da seguinte forma. Por exemplo, a tensão pode ser fornecida ao elemen- to de aquecimento da fonte de alimentação em pulsos discretos. Os pulsos podem ter uma magnitude substancialmente constante. Os pulsos podem ter uma duração entre 500 microssegundos e 1 milisse- gundo, por exemplo, 1 milissegundo. Após cada pulso, a resistência do elemento de aquecimento pode ser medida. A resistência medida pode ser comparada ao valor de resistência de referência armazenado ou determinado correspondente à temperatura definida. Se a medição de resistência indicar que a temperatura do elemento de aquecimento estiver abaixo da temperatura definida, pelo menos um dos números e duração dos pulsos fornecidos ao elemento de aquecimento pode ser aumentado até que a resistência atinja a temperatura definida. Se a medição de resistência indicar que a temperatura do elemento de aquecimento estiver acima da temperatura definida, pelo menos um dos números e duração dos pulsos fornecidos ao elemento de aque- cimento pode ser diminuído ou os pulsos podem ser interrompidos até que a resistência as medidas indiquem que a temperatura do elemento de aquecimento caiu abaixo da temperatura definida.

[0017] Em algumas modalidades, a duração dos pulsos pode ser variável. Em outras modalidades, a duração dos pulsos pode ser cons- tante. Em algumas modalidades, a duração entre os pulsos pode ser constante. Em algumas modalidades, a duração entre os pulsos pode ser variável. A duração mínima entre os pulsos pode ser tal que uma medição de resistência possa ser tomada entre os pulsos. Por exem- plo, a duração mínima entre os pulsos pode ser de 100 microssegun- dos. As medições de resistência podem ser tomadas entre pulsos. As medidas de resistência podem ser tomadas, por exemplo, a cada 1 milissegundo. O tempo entre as medições pode ser qualquer valor en- tre 1 milissegundo e 100 microssegundos, por exemplo 300, 500 ou 800 microssegundos.

[0018] Pelo menos um dos pulsos e duração entre os pulsos pode ser variável. Em outras palavras, a fonte de alimentação pode alterar o ciclo de trabalho da tensão fornecida ao elemento de aquecimento, a fim de variar a fornecimento de energia ao elemento de aquecimento para alcançar uma determinada resistência (temperatura) do elemento de aquecimento.

[0019] Em algumas modalidades, a energia (tensão) fornecida ao elemento de aquecimento pode ser controlada diretamente alterando a configuração da temperatura. Em outras modalidades, a energia (ten- são) fornecida ao elemento de aquecimento pode ser indiretamente controlada, por exemplo, através de um ciclo de retroalimentação que é atualizado usando valores de resistência medidos a partir do ele- mento de aquecimento.

[0020] A primeira e segunda temperaturas podem ser definidas como descrito acima. A primeira e segunda temperaturas podem ser temperaturas predeterminadas que são definidas na fábrica e armaze- nadas em uma memória do dispositivo.

[0021] As temperaturas definidas podem ser definidas dentro de uma faixa de temperatura permitida. A faixa de temperatura permitida pode ter uma faixa de temperatura predeterminada, verificada pelo fa- bricante do dispositivo e pelo substrato, dentro da qual os componen- tes do dispositivo e do substrato funcionam satisfatoriamente, sem se- rem superaquecidos. A primeira temperatura pode ser selecionada para estar dentro de uma faixa de temperatura permitida, mas pode ser selecionada perto de uma temperatura máxima permitida da faixa, a fim de gerar uma quantidade satisfatória de aerossol para entrega inicial ao consumidor. Pode ser desejável atingir uma temperatura rela- tivamente alta com o elemento de aquecimento durante a operação inicial, a fim de promover a vaporização do substrato e a geração de aerossol, pois a entrega de aerossol pode ser diminuída pela conden- sação dentro do dispositivo durante o período inicial de operação do dispositivo. Isso pode ser devido à temperatura média do dispositivo ser menor durante o período inicial de operação em comparação aos períodos posteriores de operação.

[0022] A primeira fase pode ser uma fase de preaquecimento. Conforme usado neste documento, a fase de preaquecimento refere- se a uma fase em que a temperatura do substrato formador de aeros- sol é aumentada para atingir uma temperatura na qual uma quantidade satisfatória de aerossol é produzida. O aerossol pode ser gerado na primeira fase, mas normalmente não pode ser extraído do dispositivo pelo usuário. Por exemplo, ao final da primeira fase (preaquecimento), um cartucho e um substrato formador de aerossol líquido contido no mesmo podem ter atingido a temperatura de vaporização do líquido. Por exemplo, ao final da primeira fase (preaquecimento), um bastão de tabaco e o tabaco sólido contido no mesmo podem ter alcançados uma temperatura na qual componentes voláteis contidos no tabaco são liberados.

[0023] A primeira fase pode ter uma duração adequada. A primei- ra fase pode ter uma duração predeterminada. A primeira fase pode ter uma duração igual ou inferior a um minuto. A duração da primeira fase pode ser igual ou inferior a 45 segundos. A duração da primeira fase pode ser de cerca de 30 segundos. Se a duração da primeira fa- se for de cerca de 30 segundos, um bom equilíbrio entre a velocidade de preaquecimento e a redução das perdas de energia pode ser al- cançado.

[0024] Durante a primeira fase, a energia fornecida ao elemento de aquecimento pode ser progressivamente aumentada. A energia fornecida ao elemento de aquecimento pode ser aumentada alterando o ciclo de trabalho da energia fornecida ao elemento de aquecimento.

[0025] Durante a primeira fase, a energia fornecida ao elemento de aquecimento pode ser progressivamente aumentada em etapas ou incrementos. Por exemplo, durante um primeiro período de tempo, uma primeira energia P1, correspondente a um primeiro ciclo de traba-

lho, pode ser fornecido ao elemento de aquecimento para aumentar a temperatura do elemento de aquecimento; em seguida, posteriormen- te, por um segundo período de tempo, uma segunda energia P2, cor- respondente a um segundo ciclo de trabalho, pode ser fornecida ao elemento de aquecimento para aumentar ainda mais a temperatura do elemento de aquecimento, em que a segunda energia é maior que a primeira energia (P2 > P1). Neste exemplo, a primeira e a segunda energia P1, P2 podem ser a energia média através do ciclo de traba- lho. A energia média pode ser calculada de forma adequada, como usando RMS de corrente e tensão fornecidas ao elemento de aqueci- mento. Em algumas modalidades, a energia fornecida ao elemento de aquecimento pode ser alterada alterando a magnitude de pelo menos uma da tensão e da corrente fornecida ao elemento de aquecimento.

[0026] Em modalidades, onde a energia é progressivamente au- mentada em etapas ou incrementos, o primeiro período de tempo e o segundo período de tempo juntos podem ser cerca de 30 segundos. O primeiro período de tempo e o segundo período de tempo podem ser menores que 30 segundos. Nesse caso, uma terceira energia P3 po- de ser fornecida, ao final do segundo período de tempo, por um tercei- ro período de tempo, em que a terceira energia é maior que a segunda energia (P3 > P2). A duração do primeiro, segundo e terceiro períodos de tempo juntos podem ser de cerca de 30 segundos. A duração do primeiro período pode ser de até 10 segundos. A duração do primeiro período pode ser de cerca de 5 segundos. A duração do segundo pe- ríodo pode ser de até cerca de 10 segundos. A duração do segundo período pode ser de cerca de 5 segundos. A duração do terceiro perí- odo pode ser igual ou superior a 10 segundos. A duração do terceiro período pode ser de cerca de 20 segundos. O primeiro, segundo e terceiro períodos de tempo podem ser iguais ou inferiores a cerca de 30 segundos.

[0027] Qualquer número adequado de aumentos de energia pode ser realizado na primeira fase. Por exemplo, uma quarta energia P4 pode ser fornecida ao elemento de aquecimento no final do terceiro período de tempo por um quarto período de tempo, em que a quarta energia é maior que a terceira energia (P4 > P3) e uma quinta energia P5 pode ser fornecida ao elemento de aquecimento no final do quarto período de tempo para um quinto período de tempo, em que a quinta energia é maior que a quarta energia (P5 > P4).

[0028] Na primeira fase, cada uma das diferentes energias (P1, P2, P3, etc.) fornecidas ao elemento de aquecimento pode ser forneci- da por um período de tempo predeterminado. Em algumas modalida- des, a duração de cada um dos períodos de tempo pode ser uniforme. Em outras palavras, cada uma das etapas ou incrementos pode ser o mesmo número predeterminado de segundos de duração. Por exem- plo, a duração de cada um dos períodos de tempo pode ser de cerca de 5, 7, 10, 15 ou 20 segundos de duração. Em outras modalidades, a duração dos períodos de tempo pode ser não uniforme. Por exemplo, o primeiro período de tempo pode ser menor do que o segundo perío- do de tempo, o segundo período de tempo pode ser menor do que o terceiro período de tempo, etc. Por exemplo, o primeiro aumento pode ocorrer após 5 segundos e o segundo aumento após 5 segundos, com o nível de energia definido após o segundo aumento mantido por 20 segundos. Por exemplo, com três aumentos de energia, um primeiro aumento pode ocorrer após 5 segundos, um segundo aumento após 10 segundos, com o nível de energia após o segundo aumento manti- do por 15 segundos. Uma combinação de períodos de tempo unifor- mes e não uniformes é possível. Por exemplo, o primeiro aumento pode ocorrer após 5 segundos e o segundo aumento após 5 segun- dos, com o nível de energia definido após o segundo aumento mantido por 20 segundos. Mais ou menos de três etapas são possíveis.

[0029] Os aumentos de energia podem ser uniformes. Em outras palavras, cada aumento de energia pode ter a mesma magnitude. Os aumentos de energia podem corresponder a aumentos uniformes na temperatura definida. Em outras palavras, cada aumento na tempera- tura definida pode ter a mesma magnitude. A energia fornecida pode ser uma energia esperada para elevar e manter o elemento de aque- cimento a uma temperatura determinada. Por exemplo, os aumentos na temperatura definida podem ser por etapas entre 10 °C e 100 °C. Por exemplo, os aumentos podem ser em etapas de 30 °C, 50 °C, 60 °C, 80 °C. No entanto, deve ficar claro que a energia pode ser aumen- tada ainda mais antes que a temperatura do elemento de aquecimento atinja uma temperatura estável.

[0030] Os aumentos de energia podem ser diferentes ou não uni- formes. Os aumentos de energia podem corresponder a aumentos não uniformes na temperatura definida. Por exemplo, um primeiro aumento na temperatura pode ser uma etapa maior do que um segun- do, terceiro etc. aumenta. Por exemplo, um primeiro aumento pode corresponder a cerca de 80 °C e um segundo aumento podem corres- ponder a cerca de 50 °C.

[0031] Na primeira fase, a energia fornecida ao elemento de aque- cimento pode aumentar gradualmente. Por exemplo, a energia forne- cida ao elemento de aquecimento pode aumentar a temperatura do elemento de aquecimento da temperatura ambiente para entre 250 °C e 300 °C, por exemplo, entre 280 °C e 290 °C, depois de 30 segundos. Em algumas modalidades, a energia pode aumentar gradualmente em etapas discretas ou incrementos, como descrito acima. No entanto, em algumas modalidades, o aumento da energia fornecida ao elemento de aquecimento na primeira fase pode ser contínuo. Neste contexto, um aumento contínuo da energia pode significar que o ciclo de trabalho dos pulsos é alterado de modo que a energia média sobre períodos curtos consecutivos de tempo, por exemplo 1 milissegundo ou 10 mi- lissegundos, está aumentando. O aumento da energia fornecida ao elemento de aquecimento pode ser linear. Em outras palavras, a taxa de aumento de energia sobre a primeira fase pode ser substancial- mente constante. O aumento da energia fornecida ao elemento de aquecimento pode ser não linear, por exemplo, proporcional a um ex- poente de tempo maior ou menor que 1, como ~t2 ou ~t1/2, onde t é o tempo. Em outras palavras, a taxa de aumento de energia pode variar com o tempo

[0032] Na primeira fase, a energia fornecida ao elemento de aque- cimento pode depender de uma temperatura-alvo definida por um con- trolador.

[0033] Por exemplo, o controlador pode definir uma temperatura- alvo T1 e, em seguida, fornecer energia P1' para o elemento de aque- cimento para aquecer e manter o elemento de aquecimento à tempe- ratura T1. Após o período predeterminado de tempo t1, o controlador pode definir uma temperatura-alvo T2, que é superior à temperatura- alvo T1 e, em seguida, fornecer energia P2' para o elemento de aque- cimento para aquecer e manter o elemento de aquecimento à tempe- ratura T2. Quando a temperatura T2 for maior que a temperatura T1, a energia P2' será maior que P1'. A temperatura T2 pode ser configura- da e a energia P2' fornecida ao elemento de aquecimento mesmo no caso do elemento de aquecimento não ter atingido a temperatura T1 após o período predeterminado de tempo t1. Em uma modalidade, a temperatura-alvo T2 pode ser definida após a temperatura T1 ser atin- gida ou após o período predeterminado de tempo t2, o que ocorrer primeiro. Em uma modalidade, a temperatura-alvo T2 pode ser defini- da após a temperatura-alvo T1 ser atingida. Em uma modalidade, após um período predeterminado de tempo t2, ou após a temperatura T2 ser atingida, uma temperatura alvo T3 pode ser ajustada, que é maior que a temperatura alvo T2 e, em seguida, fornece energia P3' ao ele- mento de aquecimento para aquecer o elemento de aquecimento à temperatura T3. Pode haver, por exemplo, três, cinco ou dez etapas.

[0034] Por exemplo, T1 pode ser 160 °C. A energia P1' é fornecida para t1 = 5 segundos. Após 5 segundos, T2 = 240 °C é definido, e energia P2' é fornecida para t2 = 5 segundos. Após 5 segundos, T3 = 290 °C está definido e a energia P3' é fornecida por 20 segundos. Após 30 segundos, a primeira fase termina. Em uma modalidade, a próxima temperatura pode ser ajustada, independentemente da tem- peratura anterior ser atingida.

[0035] Quando a primeira fase termina, a segunda fase começa e a energia do elemento de aquecimento é controlada, de modo a redu- zir a temperatura do elemento de aquecimento para uma segunda temperatura mais baixa que a primeira temperatura. Quando uma faixa de temperatura permitida for definida, a segunda temperatura estará dentro da faixa de temperatura permitida. Essa redução na temperatu- ra do elemento de aquecimento na segunda fase é geralmente desejá- vel porque, após um período de aquecimento do dispositivo gerador de aerossol e do substrato formador de aerossol quente, a condensação de aerossol no dispositivo é geralmente reduzida e a entrega de ae- rossol é geralmente aumentada para uma dada temperatura do ele- mento de aquecimento. Além disso, a redução da temperatura do ele- mento de aquecimento reduz a quantidade de energia consumida pelo dispositivo gerador de aerossol. Além disso, a variação da temperatura do elemento de aquecimento durante a operação do dispositivo permi- te que um gradiente térmico modulado no tempo seja introduzido no substrato formador de aerossol.

[0036] Na segunda fase, o aerossol pode ser gerado pelo disposi- tivo a uma taxa satisfatória e pode ser inalado pelo usuário. Conforme usado neste documento, os termos "tragada" e "inalação" são usados de forma intercambiável e significam a ação de um usuário tragando um aerossol para dentro de seu corpo pela boca ou nariz. A inalação inclui a situação na qual um aerossol é puxado para dentro dos pul- mões do usuário, e também a situação na qual um aerossol é puxado apenas na boca ou cavidade nasal do usuário antes de ser expelido do corpo do usuário.

[0037] Na segunda fase, a segunda temperatura é mais baixa que a primeira temperatura. A segunda temperatura pode ser maior que a temperatura inicial. A temperatura inicial pode ser a temperatura am- biente, isto é, a temperatura do entorno do dispositivo gerador de ae- rossol.

[0038] A segunda temperatura pode ser superior a 100 °C. A se- gunda temperatura pode ser inferior a 380 °C. A segunda temperatura pode estar entre 140 °C e 200 °C. A segunda temperatura pode ser superior a 150 °C. A segunda temperatura pode estar entre 150 °C e 190 °C. A segunda temperatura pode estar entre 153 °C e 177 °C. A segunda temperatura pode ser de cerca de 177 °C. Com a segunda temperatura na faixa de 150 °C e 190 °C, e mais particularmente entre 153 °C e 177 °C, a aceitação do usuário em relação ao gosto pode ser aprimorada.

[0039] A duração da segunda fase pode ser de pelo menos 180 segundos. A duração da segunda fase pode ser de pelo menos 240 segundos. A duração da segunda fase pode ser de pelo menos 300 segundos. A duração da segunda fase pode ser de pelo menos 360 segundos. A duração da segunda fase pode ser de cerca de 360 se- gundos, o que normalmente corresponde à expectativa do usuário pa- ra uma experiência de usuário.

[0040] Para atingir a segunda temperatura, a energia fornecida ao elemento de aquecimento cai do valor no final da primeira fase.

[0041] A segunda temperatura pode ser mantida durante toda a duração da segunda fase. A segunda temperatura é atingida pelo con- trole da energia fornecida ao elemento de aquecimento para baixar a energia abaixo da energia fornecida ao elemento de aquecimento no final da primeira fase. A segunda temperatura pode, então, ser manti- da controlando a energia fornecida ao elemento de aquecimento para manter a temperatura do elemento de aquecimento na segunda tem- peratura. Por exemplo, para manter a segunda temperatura, a energia média constante pode ser fornecida ao elemento de aquecimento du- rante a segunda fase. Por exemplo, para manter a segunda tempera- tura, os pulsos de energia em um ciclo de trabalho constante podem ser fornecidos ao elemento de aquecimento.

[0042] Como um exemplo, a segunda temperatura pode ser atingi- da da seguinte forma. A temperatura-alvo é definida para a segunda temperatura. A medição de resistência feita pelo dispositivo indica que a temperatura do elemento de aquecimento está acima da temperatura alvo. A fonte de alimentação para de fornecer pulsos de tensão ao elemento de aquecimento e o dispositivo gerador de aerossol monitora a resistência (e, portanto, a temperatura) do elemento de aquecimento até que a temperatura desça abaixo da temperatura alvo. Nesse pon- to, a fonte de alimentação começa a fornecer pulsos de tensão ao elemento de aquecimento novamente para atingir a segunda tempera- tura. A segunda temperatura pode ser posteriormente mantida em um processo análogo.

[0043] Durante a segunda fase, a segunda temperatura pode ser mantida por um período predeterminado de tempo menor do que a du- ração da segunda fase. A energia fornecida ao elemento de aqueci- mento pode, então, ser reduzida, de modo que a temperatura do ele- mento de aquecimento caia para uma terceira temperatura. A terceira temperatura é mais baixa que a segunda temperatura.

[0044] A segunda temperatura pode ser mantida por qualquer pe-

ríodo de tempo predeterminado adequado. A segunda temperatura pode ser mantida entre 30-120 segundos. A segunda temperatura po- de ser mantida entre cerca de 45-90 segundos. A segunda temperatu- ra pode ser mantida por cerca de 60 segundos. A terceira temperatura pode ser mantida durante o resto da duração da segunda fase. De- pendendo da duração da segunda fase, a terceira temperatura pode ser mantida por 120 segundos; por 180 segundos; por 240 segundos; ou por 300 segundos.

[0045] A terceira temperatura pode estar abaixo da segunda tem- peratura. A terceira temperatura pode ser maior que a temperatura inicial. A terceira temperatura pode ser superior a 100 °C. A terceira temperatura pode ser superior a 160 °C. A terceira temperatura pode ser 165 °C.

[0046] A segunda e terceira temperaturas podem ser escolhidas de modo que o aerossol seja gerado continuamente durante a segun- da fase. A segunda e terceira temperaturas são preferencialmente de- terminadas com base na faixa de temperaturas que correspondem à temperatura de vaporização do substrato formador de aerossol. Du- rante a segunda fase, o elemento de aquecimento pode receber ener- gia a fim de assegurar que a temperatura não caia abaixo da tempera- tura mínima permitida.

[0047] Em uma modalidade exemplar, a segunda temperatura de- finida pode ser de cerca de 177 °C e a terceira temperatura definida pode ser de cerca de 165 °C. A segunda temperatura definida pode ser mantida por cerca de 60 segundos, e a temperatura do terceiro conjunto pode ser mantida por cerca de 300 segundos.

[0048] A etapa de controle da energia fornecida ao elemento de aquecimento é vantajosamente executada de modo a manter a tempe- ratura do elemento de aquecimento dentro da faixa de temperatura permitida ou desejada na segunda fase.

[0049] A etapa de controle da energia ao elemento de aquecimen- to pode compreender medição da temperatura do elemento de aque- cimento ou da temperatura próxima ao elemento de aquecimento a fim de fornecer uma temperatura medida, comparação da temperatura medida com uma temperatura-alvo e ajuste da energia fornecida ao elemento de aquecimento com base no resultado da comparação. A temperatura alvo muda, preferencialmente, com o tempo após a ativa- ção do dispositivo para fornecer a primeira e a segunda fases. Deve ficar claro que a temperatura alvo pode ser escolhida para ter qualquer perfil temporal desejado dentro das restrições da primeira e segunda fases da operação.

[0050] O método pode conter ainda a etapa de identificação de uma caraterística do substrato formador de aerossol. Em seguida, a etapa de controle de energia pode ser ajustada dependendo das ca- racterísticas identificadas. Por exemplo, é possível usar temperaturas- alvo diferentes para substratos diferentes.

[0051] O substrato formador de aerossol pode ser um substrato formador de aerossol líquido. Se um substrato formador de aerossol líquido for fornecido, o dispositivo gerador de aerossol compreende, preferencialmente, meios para reter o líquido. Por exemplo, o substrato formador de aerossol líquido pode ser retido em um recipiente.

[0052] Em algumas modalidades, o dispositivo gerador de aeros- sol pode compreender pelo menos um compartimento que contém o substrato formador de aerossol. O dispositivo pode incluir pelo menos dois compartimentos. O dispositivo pode compreender um primeiro compartimento contendo um primeiro componente de um substrato formador de aerossol e um segundo compartimento compreendendo um segundo componente de um substrato formador de aerossol. O dispositivo pode incluir um primeiro compartimento contendo uma fon- te de nicotina e um segundo compartimento que compreende uma fon-

te ácida para gerar uma partícula de sal de nicotina aerossol.

[0053] Em algumas modalidades, o substrato formador de aeros- sol líquido pode ser absorvido em um material transportador poroso. O material carreador poroso pode ser feito de qualquer plugue ou corpo absorvente adequado, por exemplo, um material de espuma de metal ou de espuma de plástico, polipropileno, terileno, fibras de náilon ou cerâmica. O substrato formador de aerossol líquido pode ser retido no material transportador poroso antes da utilização do dispositivo gera- dor de aerossol. O substrato formador de aerossol líquido pode ser liberado no material transportador poroso durante ou imediatamente antes do uso. Por exemplo, o substrato formador de aerossol líquido pode ser fornecido em uma cápsula. O invólucro da cápsula pode der- reter por aquecimento, liberando o substrato formador de aerossol no material transportador poroso. A cápsula pode conter, opcionalmente, um sólido em combinação com o líquido.

[0054] O transportador pode ser um feixe de tecido não tecido ou de fibras no qual foram incorporados componentes do tabaco. O tecido não tecido ou feixe de fibras pode compreender, por exemplo, fibras de carbono, fibras de celulose natural ou fibras derivadas de celulose.

[0055] Em algumas modalidades, o substrato formador de aeros- sol pode compreender fonte de nicotina e fonte de ácido para uso em um sistema gerador de aerossol para a geração in situ de um aerossol compreendendo partículas de sal de nicotina. Em tais modalidades, a fonte de nicotina pode compreender um primeiro material transporta- dor impregnado com entre cerca de 1 miligrama e cerca de 50 mili- gramas 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. A fonte de nicotina pode compre- ender um primeiro material transportador impregnado com entre cerca de 3 miligramas e cerca de 30 miligramas de nicotina. A fonte de nico-

tina pode compreender um primeiro material transportador impregnado com entre cerca de 6 miligramas e cerca de 20 miligramas de nicotina. A fonte de nicotina pode compreender um primeiro material transpor- tador impregnado com entre cerca de 8 miligramas e cerca de 18 mili- gramas de nicotina.

[0056] O primeiro material transportador pode ser impregnado com nicotina líquida ou uma solução de nicotina em um solvente aquoso ou não aquoso. O primeiro material transportador pode ser impregnado com nicotina natural ou nicotina sintética.

[0057] Em tais modalidades, a fonte de ácido pode compreender um ácido orgânico ou um ácido inorgânico. A fonte de ácido pode compreender um ácido orgânico, por exemplo, um ácido carboxílico. A fonte ácida pode incluir, por exemplo, um alfa-ceto ou ácido 2-oxo ou ácido láctico. A fonte de ácido pode compreender um ácido seleciona- do dentre o grupo que consiste em ácido 3-metil-2-oxopentanoico, áci- do pirúvico, ácido 2-oxopentanoico, ácido 4-metil-2-oxopentanoico, ácido 3-metil-2-oxobutanoico, ácido 2-oxo-octanoico, ácido lático e combinações dos mesmos. A fonte de ácido pode compreender ácido pirúvico ou ácido lático. A fonte ácida pode incluir ácido láctico.

[0058] A fonte de ácido pode compreender um segundo material transportador impregnado com ácido.

[0059] O primeiro material transportador e o segundo material transportador podem ser os mesmos ou diferentes. O primeiro material transportador e o segundo material transportador podem ter uma den- sidade de entre cerca de 0,1 grama/centímetro cúbico e cerca de 0,3 grama/centímetro cúbico. O primeiro material transportador e o segun- do material transportador podem ter uma porosidade de entre cerca de 15 por cento e cerca de 55 por cento. O primeiro material carreador e o segundo material carreador podem compreender um ou mais dentre vidro, celulose, cerâmica, aço inoxidável, alumínio, polietileno (PE),

polipropileno, politereftalato de etileno (PET), poli(tereftalato de ciclo- hexanodimetileno) (PCT), tereftalato de polibutileno (PBT), politetraflu- oretileno (PTFE), politetrafluoretileno expandido (ePTFE) e BAREX®.

[0060] O primeiro material transportador atua como um reservató- rio para a nicotina. O primeiro material transportador pode ser inerte quimicamente em relação à nicotina.

[0061] 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 plugue. O formato e tamanho do primeiro material transportador pode ser similar ao formato e tamanho do primeiro compartimento. O formato, tamanho, densidade e porosi- dade do primeiro material transportador pode ser escolhido para per- mitir que o primeiro material transportador seja impregnado com uma quantidade desejada de nicotina.

[0062] O primeiro compartimento pode ainda compreender um aromatizante. Os aromatizantes adequados incluem, mas sem limita- ção, mentol.

[0063] O primeiro material transportador pode ser impregnado com entre cerca de 3 miligramas e cerca de 12 miligramas de aromatizante.

[0064] O segundo material transportador atua como um reservató- rio para o ácido. O segundo material transportador pode ser quimica- mente inerte em relação ao ácido. O segundo material transportador pode ter qualquer formato e tamanho adequados. Por exemplo, o se- gundo material transportador pode ser na forma de uma folha ou plu- gue. O formato e tamanho do segundo material transportador pode ser similar ao formato e tamanho do segundo compartimento. 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.

[0065] A fonte de ácido pode ser uma fonte de ácido lático que compreende um segundo material transportador impregnado com en- tre cerca de 2 miligramas e cerca de 60 miligramas de ácido lático. A fonte de ácido lático pode compreender um segundo material transpor- tador impregnado com entre cerca de 5 miligramas e cerca de 50 mili- gramas de ácido lático. A fonte de ácido lático pode compreender um segundo material transportador impregnado com entre cerca de 8 mili- gramas e cerca de 40 miligramas de ácido lático. A fonte de ácido láti- co pode compreender um segundo material transportador impregnado com entre cerca de 10 miligramas e cerca de 30 miligramas de ácido lático.

[0066] O formato e as dimensões do primeiro compartimento po- dem ser escolhidos para permitir que uma quantidade desejada de ni- cotina seja alojada no dispositivo. O formato e as dimensões do se- gundo compartimento podem ser escolhidos para permitir que uma quantidade desejada de ácido seja alojada no dispositivo. A razão de nicotina e de ácido exigida para alcançar uma estequiometria de rea- ção apropriada pode ser controlada e equilibrada através da variação do volume do primeiro compartimento em relação ao volume do se- gundo compartimento.

[0067] Em algumas modalidades, o substrato formador de aeros- sol pode ser um substrato formador de aerossol sólido. O substrato formador de aerossol pode compreender componentes sólidos e líqui- dos. O substrato formador de aerossol pode compreender somente componentes líquidos. O substrato formador de aerossol pode com- preender um ou mais componentes líquidos. Em algumas modalida- des, o substrato formador de aerossol pode compreender um material contendo tabaco, contendo compostos flavorizantes de tabaco volá- teis, que são liberados do substrato mediante aquecimento. Em algu- mas modalidades preferidas, o substrato formador de aerossol pode compreender um material sem tabaco. O substrato formador de aeros-

sol pode compreender ainda um formador de aerossol. Exemplos de formadores de aerossol adequados são a glicerina e o propilenoglicol.

[0068] Se o substrato formador de aerossol for um substrato for- mador de aerossol sólido, o substrato formador de aerossol poderá compreender, por exemplo, um ou mais destes: pó, grânulos, péletes, pedaços, filamentos, tiras ou folhas contendo um ou mais destes: folha de ervas, folha de tabaco, fragmentos de galhos de tabaco, tabaco re- constituído, tabaco homogeneizado, tabaco extrudado, tabaco recons- tituído e tabaco expandido. O substrato formador de aerossol sólido pode estar na forma solta ou pode ser fornecido em um recipiente ou cartucho adequado. Opcionalmente, o substrato formador de aerossol sólido pode conter compostos aromatizantes adicionais voláteis de ta- baco ou sem tabaco para serem liberados mediante o aquecimento do substrato. O substrato formador de aerossol sólido pode também con- ter cápsulas que, por exemplo, incluem os compostos aromatizantes adicionais voláteis de tabaco ou sem tabaco e tais cápsulas podem derreter durante o aquecimento do substrato formador de aerossol só- lido. Conforme usado neste documento, o tabaco homogeneizado se refere ao material formado pelo aglomerado de tabaco em partículas. O tabaco homogeneizado pode estar na forma de uma folha.

[0069] Os aerossóis gerados a partir dos substratos formadores de aerossol podem ser visíveis ou invisíveis e podem incluir vapores (por exemplo, partículas finas de substâncias que estão no estado gasoso, que são normalmente líquidas ou sólidas em temperatura ambiente), assim como gases e gotículas líquidas dos vapores condensados.

[0070] O elemento de aquecimento pode ser um elemento de aquecimento elétrico.

[0071] O dispositivo gerador de aerossol pode compreender qual- quer elemento de aquecimento adequado. O dispositivo gerador de aerossol pode compreender um aquecedor resistivo, um aquecedor indutivo ou uma combinação de ambos.

[0072] Em algumas modalidades, o elemento de aquecimento po- de ser alongado. O elemento de aquecimento pode estar rodeado por uma bainha termicamente condutora. A bainha termicamente conduto- ra pode ser adaptada para ser inserida no artigo gerador de aerossol, como em uma porção de um cartucho. A bainha termicamente condu- tora pode ser adaptada para ser inserida no substrato formador de ae- rossol. Vantajosamente, a bainha termicamente condutora pode ser fornecida para distribuir uniformemente o calor fornecido por um ou mais elementos de aquecimento.

[0073] O elemento de aquecimento pode ser um elemento de aquecimento com resistência elétrica, e a etapa de controle da energia fornecida ao elemento de aquecimento pode consistir em determinar a resistência elétrica do elemento de aquecimento e ajustar a corrente elétrica fornecida ao elemento de aquecimento dependendo da resis- tência elétrica determinada. A resistência elétrica do elemento de aquecimento pode ser indicativa da temperatura do elemento de aque- cimento e, portanto, a resistência elétrica determinada pode ser com- parada com uma resistência elétrica alvo e a energia fornecida pode ser ajustada em conformidade. Um circuito fechado com controlador PID pode ser usado para levar a temperatura determinada a uma tem- peratura-alvo. Além disso, podem ser utilizados mecanismos para de- tecção de temperatura diferentes daqueles que detectam a resistência elétrica do elemento de aquecimento, tais como lâminas bimetálicas, termopares ou um termistor exclusivo ou elemento com resistência elétrica que esteja eletricamente separado do elemento de aquecimen- to. Esses mecanismos de detecção de temperatura podem ser utiliza- dos além ou em vez de determinar a temperatura, monitorando a resis- tência elétrica do elemento de aquecimento. Por exemplo, um meca- nismo de detecção de temperatura separado pode ser usado em um mecanismo de controle para cortar a energia do elemento de aqueci- mento quando a temperatura do elemento de aquecimento ultrapassar a faixa permitida de temperaturas.

[0074] O dispositivo gerador de aerossol pode compreender um cartucho. O cartucho pode conter pelo menos um compartimento que contém o substrato formador de aerossol. O cartucho pode incluir pelo menos dois compartimentos. O cartucho pode compreender um pri- meiro compartimento contendo um primeiro componente de um subs- trato formador de aerossol e um segundo compartimento compreen- dendo um segundo componente de um substrato formador de aeros- sol. O cartucho pode compreender um primeiro compartimento con- tendo uma fonte de nicotina e um segundo compartimento compreen- dendo uma fonte de ácido lático para gerar um aerossol compreen- dendo partículas de sal de lactato de nicotina.

[0075] O cartucho pode ter qualquer forma adequada. O cartucho pode ser substancialmente cilíndrico. O cartucho pode ter qualquer tamanho adequado. O cartucho pode ter um comprimento de, por exemplo, entre cerca de 5 mm e cerca de 30 mm. Em determinadas modalidades, o cartucho pode ter um comprimento de cerca de 20 mm. O cartucho pode ter um diâmetro de, por exemplo, entre cerca de 4 mm e cerca de 10 mm. Em determinadas modalidades, o cartucho pode ter um diâmetro de cerca de 7 mm.

[0076] O cartucho pode compreender um primeiro compartimento que compreende a fonte de nicotina e um segundo compartimento que compreende a fonte de ácido láctico.

[0077] O cartucho pode ser formado a partir de um ou mais mate- riais adequados. Os materiais adequados incluem, mas não estão limi- tados a, alumínio, poliéter éter cetona (PEEK), poliimidas, tais como Kapton®, tereftalato de polietileno (PET), polietileno (PE), polipropileno (PP), poliestireno (PS), etileno propileno fluorado (FEP), politetrafluo-

roetileno (PTFE), resinas epóxi, resinas de poliuretano e resinas de vinil.

[0078] O cartucho pode ser formado de um ou mais materiais que são resistentes a nicotina e resistentes ao ácido láctico. O primeiro compartimento, que compreende a fonte de nicotina, pode ser revesti- do por um ou mais materiais resistentes a nicotina e o segundo com- partimento, que compreende a fonte de ácido láctico, pode ser revesti- do com um ou mais materiais resistentes ao ácido láctico. Exemplos de materiais resistentes à nicotina apropriados e materiais resistentes ao ácido láctico incluem, mas sem se limitarem a, polietileno (PE), po- lipropileno (PP), poliestireno (PS), propileno etileno fluorado (FEP), politetrafluoretileno (PTFE), resinas de epóxi, resinas de poliuretano, resinas de vinil e suas combinações. A utilização de um ou mais mate- riais resistente a nicotina e materiais resistentes ao ácido láctico para formar o cartucho ou revestir o interior do primeiro compartimento e do segundo compartimento, respectivamente, pode aumentar a vida útil do artigo gerador de aerossol.

[0079] O cartucho pode ser formado a partir de um ou mais mate- riais termicamente condutores. O interior do primeiro compartimento e do segundo compartimento pode ser revestido com um ou mais mate- riais termicamente condutores. O uso de um ou mais materiais termi- camente condutores para formar o cartucho ou revestir o interior do primeiro compartimento e do segundo compartimento pode aumentar a transferência de calor do aquecedor para a fonte de nicotina e para a fonte de ácido láctico.

[0080] Materiais termicamente condutores adequados incluem, mas não estão limitados a metais como, por exemplo, alumínio, cromo, cobre, ouro, ferro, níquel e prata, ligas, como bronze e aço e suas combinações.

[0081] Os cartuchos para uso em sistemas geradores de aerossol,

de acordo com a presente invenção, e artigos geradores de aerossol, de acordo com a presente invenção, podem ser formados por qualquer método adequado. Métodos adequados incluem, mas não estão limi- tados a embutição, moldagem por injeção, formação de bolhas, mol- dagem por sopro e extrusão.

[0082] O primeiro compartimento e o segundo compartimento po- dem ser dispostos em paralelo dentro do cartucho.

[0083] O cartucho pode compreender ainda um terceiro comparti- mento que compreende um agente de modificação de aerossol. Em tais modalidades, o primeiro compartimento, o segundo compartimento e o terceiro compartimento podem ser dispostos em paralelo dentro do cartucho.

[0084] Em algumas modalidades, o cartucho é substancialmente cilíndrico. O primeiro compartimento, o segundo compartimento e, quando presente, o terceiro compartimento podem se estender longi- tudinalmente entre as faces de extremidade substancialmente planas opostas do cartucho.

[0085] O cartucho pode ainda compreender uma cavidade para receber um elemento de aquecimento do dispositivo. A cavidade pode ser disposta entre o primeiro e o segundo compartimentos. O disposi- tivo gerador de aerossol pode incluir um único elemento de aqueci- mento configurado para ser recebido na cavidade.

[0086] Em certas modalidades preferidas, o dispositivo gerador de aerossol compreendendo: uma porção do corpo compreendendo um único elemento de aquecimento; e uma porção de bocal configurada para acoplar com a porção do corpo, em que o dispositivo gerador de aerossol é configurado para receber um artigo gerador de aerossol que compreende um cartucho compreendendo um primeiro comparti- mento que compreende uma fonte de nicotina, um segundo comparti- mento que compreende uma fonte de ácido láctico e uma cavidade, de modo que o único elemento de aquecimento da porção do corpo seja recebido na cavidade.

[0087] O artigo gerador de aerossol pode ser recebido inteiramen- te dentro da porção do corpo do dispositivo gerador de aerossol ou inteiramente dentro da porção de bocal do dispositivo gerador de ae- rossol ou parcialmente dentro da porção do corpo do dispositivo gera- dor de aerossol e parcialmente dentro da porção de bocal do dispositi- vo gerador de aerossol.

[0088] O dispositivo gerador de aerossol pode compreender ainda uma porção guia configurada para acoplar com a porção do corpo para facilitar o alinhamento apropriado do único elemento de aquecimento com a cavidade no cartucho do artigo gerador de aerossol.

[0089] Em certas modalidades, o único elemento de aquecimento é um elemento de aquecimento elétrico interno configurado para ser recebido na cavidade do cartucho do artigo gerador de aerossol. Em certas modalidades, o único elemento de aquecimento é um elemento de aquecimento elétrico interno alongado na forma de uma lâmina de aquecimento configurada para ser recebida na cavidade do cartucho do artigo gerador de aerossol. Nestas modalidades, a cavidade no car- tucho do artigo gerador de aerossol pode ser configurada como uma ranhura alongada.

[0090] Em modalidades nas quais o cartucho é substancialmente cilíndrico, a cavidade no cartucho pode se estender ao longo do eixo longitudinal do cartucho entre as faces de extremidade substancial- mente planas opostas do cartucho. Nestas modalidades, o primeiro compartimento, o segundo compartimento e, se houver, o terceiro compartimento podem ser dispostos em torno da cavidade no cartu- cho.

[0091] O primeiro compartimento pode consistir em uma ou mais primeiras câmaras dentro do cartucho. O número e as dimensões da uma ou mais primeiras câmaras podem ser escolhidas para permitir que uma quantidade desejada de nicotina seja incluída no cartucho.

[0092] O segundo compartimento pode consistir em uma ou mais segundas câmaras dentro do cartucho. O número e as dimensões da uma ou mais segundas câmaras podem ser escolhidas para permitir que uma quantidade desejada de ácido láctico seja incluída no cartu- cho.

[0093] O cartucho pode compor uma cavidade na qual um elemen- to de aquecimento é inserido. A cavidade pode ser fornecida na parte central do cartucho e cercada pelo compartimento ou compartimentos contendo o substrato formador de aerossol.

[0094] O cartucho pode incluir um ou mais componentes líquidos que, após a vaporização, formam o aerossol que é inalado por um usuário. O elemento de aquecimento pode ser fornecido para aquecer os líquidos acima da temperatura de vaporização.

[0095] O cartucho pode ser acoplado de maneira removível do dispositivo gerador de aerossol. Visto que o cartucho tem um volume limitado (contendo uma quantidade limitada do substrato formador de aerossol), o cartucho pode ser removível e intercambiável. Por exem- plo, o cartucho pode ser de uso único. Nesse caso, o cartucho é re- movido e eliminado após cada sessão.

[0096] Em um segundo aspecto da invenção, apresenta-se um dispositivo gerador de aerossol operado eletricamente contendo: pelo menos um elemento de aquecimento configurado para aquecer um substrato formador de aerossol, a fim de gerar um aerossol; uma fonte de alimentação para o fornecimento de energia ao elemento de aque- cimento; e um circuito elétrico para controle do fornecimento de ener- gia da fonte de alimentação para pelo menos um elemento de aqueci- mento, em que o circuito elétrico está disposto de modo a: controlar a energia fornecida ao elemento de aquecimento de modo que - em uma primeira fase energia é fornecida para aumentar a temperatura do elemento de aquecimento de uma temperatura inicial para uma primeira temperatura, e - em uma segunda fase energia é fornecida para diminuir a temperatura do elemento de aquecimento abaixo da primeira tempe- ratura para uma segunda temperatura, em que a energia fornecida ao elemento de aquecimento durante a primeira fase é aumentada pelo menos uma vez durante a duração da primeira fase; e em que a energia fornecida ao elemento de aqueci- mento durante a primeira fase não diminui durante a primeira fase.

[0097] A duração de cada uma das fases e a temperatura do ele- mento de aquecimento durante cada uma das fases podem ser as descritas em relação ao primeiro aspecto.

[0098] O circuito elétrico pode ser configurado de modo que a pri- meira fase tenha uma duração fixa. O circuito elétrico pode ser ainda configurado de modo que a segunda fase tenha uma duração fixa. O circuito elétrico pode ser configurado para controlar a energia forneci- da ao elemento de aquecimento, de modo a manter a segunda e/ou a terceira temperatura do elemento de aquecimento durante a terceira fase.

[0099] Em algumas modalidades, os circuitos podem ser dispostos para fornecer energia ao elemento de aquecimento, fornecendo tensão da fonte de alimentação ao elemento de aquecimento em pulsos dis- cretos. A energia fornecida ao elemento de aquecimento pode, então, ser ajustada ajustando o ciclo de trabalho do fornecimento de tensão. O ciclo de trabalho pode ser ajustado por qualquer meio adequado, como a alteração da largura do pulso ou da frequência dos pulsos ou de ambos. Em algumas modalidades, os circuitos podem ser dispostos para fornecer energia ao elemento de aquecimento como um sinal CC contínuo.

[00100] O circuito elétrico pode conter um meio de medição da temperatura configurado para medir uma temperatura do elemento de aquecimento ou uma temperatura próxima ao elemento de aquecimen- to, a fim de fornecer uma temperatura medida, e pode ser configurado para realizar uma comparação da temperatura medida com uma tem- peratura-alvo e ajustar a energia fornecida ao elemento de aquecimen- to com base no resultado da comparação. A temperatura-alvo pode ser armazenada em uma memória eletrônica e, preferencialmente, muda com o tempo após a ativação do dispositivo, a fim de fornecer a primeira e a segunda fases.

[00101] A medição da temperatura pode ser um componente elétri- co dedicado, como um termistor, ou pode ser um circuito configurado para determinar a temperatura com base em uma resistência elétrica do elemento de aquecimento.

[00102] O circuito elétrico pode conter ainda um meio de identifica- ção de uma característica de um substrato formador de aerossol no dispositivo, e uma memória contendo uma tabela de pesquisa com ins- truções de controle de energia e características correspondentes do substrato formador de aerossol.

[00103] Em ambos o primeiro e o segundo aspecto da invenção, o elemento de aquecimento pode conter um material com resistência elétrica. Os materiais eletricamente resistivos adequados incluem, mas não estão limitados a: semicondutores, tais como cerâmicas dopadas, cerâmicas eletricamente "condutoras" (tais como, por exemplo, dissili- ceto de molibdênio), carbono, grafite, metais, ligas metálicas e materi- ais compostos feitos de um material cerâmico e de um material metáli- co. Tais materiais compostos podem compreender cerâmicas dopadas ou não dopadas. Exemplos de cerâmicas dopadas adequadas incluem carbonetos de silício dopados. Exemplos de metais adequados inclu-

em titânio, zircônio, tântalo, platina, ouro e prata. Exemplos de ligas metálicas adequadas incluem aço inoxidável, ligas contendo níquel, cobalto, cromo, alumínio, titânio, zircônio, háfnio, nióbio, molibdênio, tântalo, tungstênio, estanho, gálio, manganês, ouro e ferro, e superli- gas à base de níquel, ferro, cobalto, aço inoxidável, Timetal® e ligas à base de ferro, manganês e alumínio. Nos materiais compostos, o ma- terial eletricamente resistivo pode estar, opcionalmente, incorporado, encapsulado ou revestido com material isolante ou vice-versa, depen- dendo da cinética da transferência de energia e das propriedades fisi- oquímicas externas exigidas.

[00104] Em ambos o primeiro e segundo aspecto da invenção, o dispositivo gerador de aerossol pode compreender um elemento de aquecimento interior ou um elemento de aquecimento exterior ou am- bos em que elementos de aquecimento "interior" e "exterior" referem- se ao substrato formador de aerossol. Um elemento de aquecimento interno pode assumir qualquer forma adequada. Por exemplo, um elemento de aquecimento interno pode assumir a forma de uma lâmi- na de aquecimento. O aquecedor interno pode assumir a forma de um estojo ou substrato com diferentes porções eletrocondutoras ou um tubo metálico com resistência elétrica. O elemento de aquecimento interno pode ser uma ou mais agulhas ou colunas de aquecimento que passam através do centro do substrato formador de aerossol. O ele- mento de aquecimento interior pode compreender um fio ou filamento de aquecimento, por exemplo, um fio de Ni-Cr (níquel-cromo), platina, tungstênio ou liga ou uma placa de aquecimento. Opcionalmente, o elemento de aquecimento interno pode ser colocado dentro de um ma- terial transportador rígido ou sobre ele. Em tal modalidade, o elemento de aquecimento com resistência elétrica pode ser formado usando um metal que tenha uma relação definida entre a temperatura e a resisti- vidade. Em um exemplo de tal dispositivo, o metal pode ser formado como uma faixa de um material isolante adequado, como um material cerâmico e então colocado entre outro material isolante, como um vi- dro. Os aquecedores formados desse modo podem ser utilizados tanto para aquecer quanto para monitorar a temperatura dos elementos de aquecimento durante o funcionamento.

[00105] Um elemento de aquecimento externo pode assumir qual- quer forma adequada. Por exemplo, um elemento de aquecimento ex- terno pode assumir a forma de uma ou mais folhas flexíveis de aque- cimento em um substrato dielétrico, tal como poli-imida. As folhas de aquecimento flexíveis podem ser moldadas para se ajustar ao períme- tro da cavidade de recebimento de substrato. Um elemento de aque- cimento externo pode assumir a forma de uma grade ou grades metá- licas, uma placa de circuito impresso flexível, um dispositivo moldado para interconexão (MID), aquecedor de cerâmica, aquecedor de fibra de carbono flexível ou pode ser formado pelo uso de uma técnica de revestimento, como deposição de vapor de plasma, sobre um substra- to adequadamente moldado. Um elemento de aquecimento externo pode também ser formado usando um metal que tenha uma relação definida entre a temperatura e a resistividade. Em um exemplo de tal dispositivo, o metal pode ser formado como uma faixa entre duas ca- madas de materiais isolantes adequados. Um elemento de aquecimen- to externo formado desse modo pode ser usado tanto para aquecer quanto para monitorar a temperatura do elemento de aquecimento ex- terno durante o funcionamento.

[00106] O elemento de aquecimento interno ou externo pode com- preender um dissipador de calor ou reservatório de calor contendo um material capaz de absorver e armazenar calor e, subsequentemente, liberar o calor ao longo do tempo para o substrato formador de aeros- sol. O dissipador de calor pode ser formado a partir de qualquer mate- rial adequado, como, por exemplo, um material metálico ou cerâmico adequado. Em uma modalidade, o material tem uma elevada capaci- dade de calor (material de armazenamento de calor sensível) ou é um material capaz de absorver e, subsequentemente, liberar calor por meio de um processo reversível, como uma mudança de fase a alta temperatura. Materiais de armazenamento de calor sensíveis adequa- dos incluem gel de sílica, alumina, carbono, manta de vidro, fibra de vidro, minerais, um metal ou liga metálica como de alumínio, prata ou chumbo e um material celulósico, como papel. Outros materiais ade- quados que liberam calor por meio de uma mudança de fase reversível incluem parafina, acetato de sódio, naftaleno, cera, óxido de polietile- no, metal, sal de metal, uma mistura eutética de sais ou uma liga. Em algumas modalidades, o dissipador de calor ou o reservatório de calor podem ser dispostos de modo que fique diretamente em contato com o substrato formador de aerossol e possam transferir o calor armazena- do diretamente ao substrato. Em algumas modalidades, o calor arma- zenado no dissipador de calor ou no reservatório de calor pode ser transferido para o substrato formador de aerossol por meio de um condutor de calor, como um tubo metálico.

[00107] O elemento de aquecimento pode aquecer o substrato for- mador de aerossol por meio de condução. O elemento de aquecimento pode estar pelo menos parcialmente em contato com o substrato ou com o transportador em que o substrato é depositado. Em algumas modalidades, o calor de um elemento de aquecimento interno ou ex- terno pode ser conduzido ao substrato por meio de um elemento con- dutor de calor.

[00108] Durante o funcionamento, em ambos o primeiro e segundo aspectos da invenção, o substrato formador de aerossol pode estar completamente contido no interior do dispositivo gerador de aerossol. Nesse caso, um usuário pode tragar no bocal do dispositivo gerador de aerossol. Em algumas modalidades, um artigo gerador de aerossol contendo o substrato formador de aerossol pode estar parcialmente contido no dispositivo gerador de aerossol durante a operação. Nesse caso, o usuário pode tragar diretamente no artigo gerador de aerossol. O elemento de aquecimento pode ser posicionado dentro de uma ca- vidade no dispositivo, sendo que a cavidade é configurada para rece- ber um substrato formador de aerossol de modo que, durante a utiliza- ção, o elemento de aquecimento fique dentro do substrato formador de aerossol.

[00109] O artigo gerador de aerossol pode ser substancialmente cilíndrico na forma. O artigo gerador de aerossol pode ser substanci- almente alongado. O artigo gerador de aerossol pode ter um compri- mento e uma circunferência substancialmente perpendicular ao com- primento. O substrato formador de aerossol pode ser substancialmente cilíndrico em sua forma. O substrato formador de aerossol pode ser substancialmente alongado. O substrato formador de aerossol pode também ter um comprimento e uma circunferência substancialmente perpendiculares ao comprimento.

[00110] O artigo gerador de aerossol pode ter um comprimento total entre aproximadamente 30mm e aproximadamente 100 mm. O artigo gerador de aerossol pode ter um diâmetro externo entre aproximada- mente 5 mm e aproximadamente 12 mm. O artigo gerador de aerossol pode compreender um plugue de filtro. O plugue de filtro pode estar localizado na extremidade a jusante do artigo gerador de aerossol. O plugue de filtro pode ser um plugue de filtro de acetato de celulose. Em uma modalidade, o plugue do filtro tem aproximadamente 7 mm de comprimento, mas pode ter um comprimento entre cerca de 5 mm e cerca de 10 mm.

[00111] Em uma modalidade, o artigo gerador de aerossol tem um comprimento total de aproximadamente 45 mm. O artigo gerador de aerossol pode ter um diâmetro externo de aproximadamente 7,2 mm.

Além disso, o substrato formador de aerossol pode ter um comprimen- to de cerca de 10 mm. O substrato formador de aerossol pode ter um comprimento de cerca de 12 mm. Adicionalmente, o diâmetro do subs- trato formador de aerossol pode ter entre cerca de 5 mm e cerca de 12 mm. O artigo gerador de aerossol pode compreender um invólucro de papel externo. Além disso, o artigo gerador de aerossol pode compre- ender uma separação entre o substrato formador de aerossol e o plu- gue de filtro. A separação pode ser de cerca de 18 mm, mas pode es- tar na faixa de cerca 5 mm e cerca de 25 mm. A separação é, prefe- rencialmente, preenchida no artigo gerador de aerossol por um troca- dor de calor que resfria o aerossol à medida que este passa pelo artigo gerador de aerossol do substrato para o plugue de filtro. O trocador de calor pode ser, por exemplo, um filtro baseado em polímero, como um material de plástico polilático (PLA) corrugado.

[00112] Em ambos o primeiro e o segundo aspecto da invenção, o dispositivo gerador de aerossol pode ainda conter ainda uma fonte de alimentação para fornecer energia ao elemento de aquecimento. A fonte de alimentação pode ser qualquer fonte de alimentação adequa- da, por exemplo, uma fonte de tensão CC. Em uma modalidade, a fon- te de alimentação é uma bateria de íons de lítio. A fonte de alimenta- ção pode ser uma bateria de níquel-hidreto metálico, uma bateria de níquel cádmio ou uma bateria com base de lítio, por exemplo, um lítio- cobalto, um lítio-ferro-fosfato, titanato de lítio ou uma bateria de polí- mero de lítio. Em algumas modalidades, a fonte de alimentação pode incluir um ou mais capacitores, super capacitores ou capacitores híbri- dos.

[00113] Em um terceiro aspecto da invenção, apresenta-se um cir- cuito elétrico para um dispositivo gerador de aerossol operado eletri- camente, disposto de uma maneira que permita a realização do méto- do do primeiro aspecto da invenção.

[00114] Em um quarto aspecto da invenção, apresenta-se um pro- grama de computador que, quando executado nos circuitos elétricos programáveis para um dispositivo gerador de aerossol operado eletri- camente, faz com que os circuitos elétricos programáveis realizem um método do primeiro aspecto da invenção.

[00115] Em um quinto aspecto da invenção, apresenta-se um meio de armazenamento legível por computador com um programa de com- putador armazenado, de acordo com o quarto aspecto da invenção.

[00116] Em um sexto aspecto da invenção, há um sistema que compreende um dispositivo de acordo com o segundo aspecto da in- venção e um cartucho contendo um substrato formador de aerossol. O cartucho pode incluir uma fonte de nicotina líquida e uma fonte de áci- do líquido. O cartucho pode ser descrito acima em relação ao primeiro aspecto da invenção.

[00117] Em um sétimo aspecto da invenção, é fornecido um método para controle de um elemento de aquecimento elétrico em um disposi- tivo gerador de aerossol, o dispositivo compreendendo um aquecedor compreendendo pelo menos um elemento de aquecimento configura- do para aquecer um substrato formador de aerossol e uma fonte de alimentação para fornecer energia ao elemento de aquecimento, em que o método compreende controlar a energia fornecida ao elemento de aquecimento em um modo de preaquecimento, o modo de prea- quecimento compreendendo fornecer energia ao elemento de aqueci- mento para aumentar a temperatura do elemento de aquecimento de uma temperatura inicial para uma temperatura alvo de preaquecimen- to, em que a energia fornecida no modo de preaquecimento para o aquecedor é aumentada de acordo com um perfil de energia prede- terminado.

[00118] O método pode ainda incluir o fornecimento de energia ao elemento de aquecimento em um modo de operação, subsequente ao modo de preaquecimento. O modo de operação pode incluir o forne- cimento de energia ao elemento de aquecimento para manter a tempe- ratura do elemento de aquecimento substancialmente a uma tempera- tura de operação.

[00119] A temperatura-alvo de preaquecimento pode ser maior do que a temperatura de operação.

[00120] O perfil de energia predeterminado pode incluir o aumento da energia fornecida ao elemento de aquecimento a uma taxa prede- terminada. A taxa predeterminada pode ser substancialmente cons- tante. Em outras palavras, a energia pode aumentar substancialmente linearmente ao longo do tempo no modo de preaquecimento.

[00121] O perfil de energia predeterminado pode incluir o aumento da energia fornecida ao elemento de aquecimento em uma ou mais etapas.

[00122] O perfil de energia predeterminado pode incluir: em uma primeira etapa, fornecer energia ao elemento de aquecimento para aumentar a temperatura do elemento de aquecimento de uma temperatura inicial para uma primeira temperatura alvo; e em uma segunda etapa, fornecer energia ao elemento de aquecimento para aumentar a temperatura do elemento de aqueci- mento da primeira temperatura alvo até a temperatura alvo de prea- quecimento.

[00123] A energia fornecida ao aquecedor no modo de preaqueci- mento pode ser aumentada aumentando a energia média fornecida ao aquecedor. O aumento da energia média fornecida ao aquecedor po- de ser alcançado alterando o ciclo de trabalho da energia fornecida ao aquecedor de forma adequada. A energia média pode ser aumentada alterando a magnitude da tensão ou corrente fornecida ao aquecedor.

[00124] O perfil de energia predeterminado pode ser aumentado como descrito em conexão com o primeiro aspecto da invenção.

[00125] O substrato formador de aerossol pode ser fornecido em um cartucho. O cartucho pode ser posicionado próximo ao elemento de aquecimento. O elemento de aquecimento pode aquecer o subs- trato formador de aerossol no cartucho tanto no modo de preaqueci- mento quanto no modo de operação.

[00126] Os recursos do primeiro aspecto da invenção, descritas em detalhes acima, podem ser combinadas com as características do quinto aspecto da invenção e vice-versa. Geralmente, embora a divul- gação tenha sido descrita por referência a diferentes aspectos, deve ficar claro que os recursos descritos em relação a um aspecto da di- vulgação podem ser aplicados aos outros aspectos da divulgação.

[00127] Modalidades da invenção serão descritas a seguir exclusi- vamente a título de exemplo, tendo como referência as figuras anexas, em que:

[00128] a Figura 1 mostra um sistema gerador de aerossol de acor- do com a presente invenção;

[00129] a Figura 2 mostra um cartucho para uso no sistema gerador de aerossol da Figura 1;

[00130] a Figura 3 mostra uma seção longitudinal do sistema gera- dor de aerossol da Figura 1 com o cartucho da Figura 2 recebido no dispositivo gerador de aerossol;

[00131] a Figura 4 mostra circuitos de controle utilizados para for- necer o controle de energia descrito de acordo com uma modalidade da invenção; e

[00132] a Figura 5 é um diagrama de fluxo que ilustra um modo de operação preaquecimento de acordo com a invenção.

[00133] A Figura 1 mostra uma ilustração esquemática de um sis- tema gerador de aerossol 10 de acordo com a invenção para a gera- ção de um aerossol composto por partículas de sal de lactato de nico- tina. O sistema gerador de aerossol 10 compreende um dispositivo gerador de aerossol 100, um conjunto de cartucho 200 e um bocal

300.

[00134] A Figura 2 mostra uma ilustração esquemática de um con- junto de cartuchos 200 para uso no sistema gerador de aerossol da Figura 1. O cartucho 200 compreende um corpo alongado 202, uma tampa de extremidade distal 204 e uma tampa final proximal 206.

[00135] O cartucho 200 compreende um primeiro compartimento alongado 208 que se estende da extremidade proximal do corpo 202 até a extremidade distal do corpo 202. O primeiro compartimento 208 contém uma fonte de nicotina que compreende um primeiro material transportador 210 impregnado com nicotina e mentol.

[00136] O cartucho 200 também compreende um segundo compar- timento alongado 212 que se estende da extremidade proximal do cor- po 202 até a extremidade distal do corpo 202. O segundo comparti- mento 212 contém uma fonte de ácido lático compreendendo um se- gundo material transportador 214 impregnado com ácido lático.

[00137] O primeiro compartimento 208 e o segundo compartimento 212 estão dispostos em paralelo.

[00138] O cartucho 200 compreende ainda uma cavidade de aque- cedor 216 para receber um aquecedor elétrico do dispositivo gerador de aerossol, que está configurado para aquecer o primeiro comparti- mento 208 e o segundo compartimento 212. A cavidade 216 está loca- lizada entre o primeiro compartimento 208 e o segundo compartimento 212 e se estende da extremidade proximal do corpo 202 até a extre- midade distal do corpo 202. A cavidade 216 é de seção transversal substancialmente em forma de estádio.

[00139] A tampa de extremidade distal 204 compreende uma pri- meira entrada de ar 218 compreendendo uma fileira de três aberturas espaçadas e uma segunda entrada de ar 220 compreendendo uma fileira de cinco aberturas espaçadas. Cada uma das aberturas que formam a primeira entrada de ar 218 e a segunda entrada de ar 220 é de seção transversal substancialmente circular. A tampa de extremi- dade distal 204 compreende ainda uma terceira entrada 222 localizada entre a primeira entrada de ar 218 e a segunda entrada de ar 220. A terceira entrada 222 também é de seção transversal substancialmente em forma de estádio.

[00140] A tampa de extremidade proximal 206 compreende uma primeira saída de ar 224 compreendendo uma fileira de três aberturas espaçadas e uma segunda saída de ar 226 compreendendo uma filei- ra de cinco aberturas espaçadas. Cada uma das aberturas que for- mam a primeira saída de ar 224 e a segunda saída entrada de ar 226 é de seção transversal substancialmente circular.

[00141] Para formar o cartucho 200, a tampa da extremidade pro- ximal 206 é inserida na extremidade proximal do corpo 202, de modo que a primeira saída de ar 224 esteja alinhada com o primeiro compar- timento 208 e a segunda saída de ar 226 esteja alinhada com o se- gundo compartimento 212. O primeiro material transportador 210 im- pregnado com nicotina e mentol é inserido no primeiro compartimento 208 e o segundo material portador 214 impregnado com ácido láctico é inserido no segundo compartimento 212. A tampa de extremidade dis- tal 204 é, então, inserida na extremidade distal do corpo 202, de modo que a primeira entrada de ar 218 esteja alinhada ao primeiro compar- timento 208, a segunda entrada de ar 220 esteja alinhada ao segundo compartimento 212 e a terceira entrada 222 esteja alinhada à cavidade de aquecedor 216.

[00142] O primeiro compartimento 208 e o segundo compartimento 212 têm substancialmente a mesma forma e tamanho. O primeiro compartimento 208 e o segundo compartimento 212 têm uma seção transversal substancialmente retangular e têm um comprimento de cerca de 11 milímetros, uma largura de cerca de 4,3 milímetros e uma altura de cerca de 1 milímetro. O primeiro material transportador 210 e o segundo material transportador 214 compreendem uma folha não tecida de PET/PBT e são substancialmente da mesma forma e tama- nho. A forma e tamanho do primeiro material transportador 210 e o segundo material transportador 214 são semelhantes à forma e tama- nho do primeiro compartimento 208 e do segundo compartimento 212 do cartucho 2, respectivamente.

[00143] A primeira entrada de ar 218 está em comunicação fluida com a primeira saída de ar 224 para que uma primeira corrente de ar possa passar para o cartucho 200 através da primeira entrada de ar 218, através do primeiro compartimento 208 e fora do cartucho 200 embora a primeira saída de ar 224. A segunda entrada de ar 220 está em comunicação fluida com a segunda saída de ar 226 de modo que uma segunda corrente de ar possa passar para o cartucho 200 através da segunda entrada de ar 220, através do segundo compartimento 212 e fora do cartucho 2 embora a segunda saída de ar 226.

[00144] Antes do primeiro uso do cartucho 200, a primeira entrada de ar 218 e a segunda entrada de ar 220 podem ser vedadas por uma vedação de folha removível ou uma vedação de folha perfurada (não mostrada) aplicada na face exterior da tampa de extremidade distal

204. Da mesma forma, antes da primeira utilização do cartucho 200, a primeira saída de ar 224 e a segunda saída de ar 226 podem ser ve- dadas por uma vedação removível de folha removível ou uma vedação perfurável de folha aplicada (não mostrada) na face exterior da tampa de extremidade proximal 206.

[00145] A Figura 3 ilustra esquematicamente uma seção transversal longitudinal do sistema gerador de aerossol 10 da Figura 1 com o car- tucho 200 recebido no dispositivo gerador de aerossol 100. Como mostrado na Figura 3, o dispositivo gerador de aerossol 100 compre- ende um compartimento de dispositivo 102 que define uma cavidade de dispositivo 104 para receber o cartucho 200 e uma porção a mon- tante do bocal 300 que está engatado no cartucho 200. O dispositivo gerador de aerossol 100 compreende ainda um aquecedor elétrico alongado 106 que se estende a partir de uma porção de base 107, uma fonte de alimentação elétrica 108 e um controlador 110 para con- trolar um suprimento de energia elétrica da fonte de alimentação elétri- ca 108 para o aquecedor elétrico 106 através dos contatos elétricos (não mostrados) na porção base 107. O aquecedor elétrico 106 está posicionado centralmente na cavidade do dispositivo 104 e se estende da porção base 107 ao longo do eixo principal da cavidade do disposi- tivo 104. O aquecedor elétrico 106 compreende um substrato eletri- camente isolante e um elemento de aquecimento resistivo posicionado no substrato eletricamente isolante. Posicionado sobre o aquecedor elétrico 106 está a bainha termicamente condutora 112 que forma uma cobertura protetora para o aquecedor elétrico 106 e atua como uma ponte térmica entre o aquecedor elétrico 106 e o cartucho 200 durante o uso. Em outra modalidade (não mostrada), a extremidade distal do bocal 300 pode ser configurada para engatar com a extremidade pro- ximal do compartimento 102 do dispositivo gerador de aerossol 100 em vez do cartucho 200.

[00146] Em uso, o controlador 110 controla um fornecimento de energia elétrica da fonte de alimentação elétrica 108 para o aquecedor elétrico 106 para gerar calor no elemento de aquecimento que é, en- tão, transferido para o cartucho 200 através da bainha 112 para aque- cer o primeiro compartimento 208 e o segundo compartimento 212 a uma temperatura operacional entre 85 °C e 115 °C. A bainha termica- mente condutora espalha o calor do aquecedor elétrico através de sua superfície externa para garantir um aquecimento mais homogêneo do cartucho em relação aos arranjos nos quais não há bainha. Quando o dispositivo for ativado, um perfil de preaquecimento é aplicado para aquecer o elemento de aquecimento para levar o cartucho até a tem- peratura de funcionamento o mais rápido possível.

[00147] Quando um usuário se baseia na extremidade proximal do bocal 300, o ar é extraído através do sistema gerador de aerossol 10 através das entradas de fluxo de ar do sistema que se estendem atra- vés do compartimento 102 do dispositivo gerador de aerossol 100. O ar é direcionado para a extremidade a montante da cavidade do dispo- sitivo 104, onde uma primeira corrente de ar é puxada através do pri- meiro compartimento 208 do cartucho 200 e uma segunda corrente de ar é puxada através do segundo compartimento 212 do cartucho 200. À medida que a primeira corrente de ar é puxada através do primeiro compartimento 208, o vapor de nicotina é liberado do primeiro material transportador 210 para a primeira corrente de ar. À medida que a se- gunda corrente de ar é puxada através do segundo compartimento 212, o vapor de ácido láctico é liberado do segundo material transpor- tador 214 para o segundo fluxo de ar. O vapor de nicotina na primeira corrente de ar e o vapor de ácido lático na segunda corrente de ar re- agem um com o outro na fase gasosa no bocal 300 para formar um aerossol de partículas de sal de nicotina, que é entregue ao usuário através da extremidade proximal do bocal 300.

[00148] A bainha 112 é formada a partir de uma folha de metal pla- na que é mais larga que o aquecedor elétrico 106 e que foi dobrada em uma forma de U ao longo de uma linha de dobra 113 de modo que a bainha 112 compreende duas paredes de bainha opostas 114. A bainha 112 é fornecida com um suporte de bainha (não mostrada) em sua extremidade distal pela qual a bainha 112 pode ser mantida em posição sobre o aquecedor elétrico 106.

[00149] Um exemplo de processo de aquecimento é ilustrado pela Figura 5. Depois que o dispositivo é ligado (etapa S1), a primeira fase (fase de preaquecimento) começa (etapa S2). Durante toda a primeira fase, o controlador é configurado para controlar o fornecimento de energia da fonte de alimentação até o aquecedor para elevar ou baixar a temperatura do aquecedor para um conjunto de temperaturas-alvo. Inicialmente, o aquecedor é definido para uma temperatura-alvo de T1 = 160 °C (etapa S3) e a energia apropriada P1 é fornecida ao aquece- dor durante 5 segundos. Após 5 segundos, independentemente de o aquecedor atingir a temperatura alvo T1, o aquecedor é ajustado para uma segunda temperatura alvo de T2 = 240 °C (etapa S4) e a energia P2 adequada é fornecida ao aquecedor por 5 segundos. Após 5 se- gundos, independentemente de o aquecedor atingir a segunda tempe- ratura alvo de T2, o aquecedor é ajustado para uma terceira tempera- tura alvo de T3 = 290 °C (etapa S5) e a energia P3 apropriada é forne- cida ao aquecedor por 20 segundos. Após 20 segundos, independen- temente do aquecedor ser atingido a temperatura do terceiro alvo, a primeira fase (preaquecimento) termina (etapa S6). Como tal, a pri- meira fase (preaquecimento) dura o período predeterminado de 30 se- gundos. Após o término da primeira fase (preaquecimento), a segun- da fase (a fase geradora de aerossol) começa (etapa S7). O aquece- dor é definido para uma temperatura-alvo de T4 = 177 °C (etapa S8) e a energia apropriada P4 é fornecida ao aquecedor durante 60 segun- dos. Após 60 segundos, o aquecedor é configurado para uma tempe- ratura-alvo de T5 = 165 °C e a energia apropriada P5 é fornecida ao aquecedor por 300 segundos (etapas S9, S10). Após 300 segundos, termina a segunda fase (etapa S11). Como tal, a segunda fase (gera- dora de aerossol) dura um período máximo predeterminado de 360 segundos.

[00150] A Figura 4 ilustra o circuito de controle usado para fornecer o controle de energia descrito de acordo com uma modalidade da in- venção.

[00151] O elemento de aquecimento 106 é conectado à bateria através da conexão 42. A bateria (não exibida na Figura 4) fornece uma tensão V2. Em séries com o elemento de aquecimento 106, um resistor adicional 44, com resistência conhecida r, é inserido e conec- tado a uma tensão V1, intermediária entre o terra e a tensão V2. A modulação de frequência da corrente é controlada pelo microcontrola- dor 110 e entregue por meio de sua saída analógica 47 ao transistor 46, que age como um comutador simples.

[00152] Durante o modo de preaquecimento, o microcontrolador controla o ciclo de trabalho de acordo com um cronograma predeter- minado, conforme descrito com referência à Figura 5. Durante um mo- do operacional, a regulação pode ser baseada em um regulador PID que faz parte do software integrado no microcontrolador 110. A tem- peratura (ou uma indicação da temperatura) do elemento de aqueci- mento pode ser determinada medindo a resistência elétrica do elemen- to de aquecimento. A temperatura determinada é usada para ajustar o ciclo de trabalho, nesse caso, a modulação de frequência, dos pulsos da corrente fornecidos ao elemento de aquecimento, a fim de manter o elemento de aquecimento a uma temperatura-alvo ou ajustar a tempe- ratura do elemento de aquecimento em direção a uma temperatura- alvo. A temperatura é determinada com uma frequência escolhida pa- ra coincidir com o controle do ciclo de trabalho e pode ser determinada quantas vezes a cada 100 ms. As modalidades e exemplos específi- cos descritos acima ilustram, mas não limitam a invenção. Deve ser compreendido que outras modalidades da invenção podem ser reali- zadas e que as modalidades específicas e os exemplos descritos nes- te documento não são exaustivos.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Método para controle de um aquecedor em um dispositi- vo gerador de aerossol, caracterizado pelo fato de que o dispositivo compreende: um aquecedor compreendendo pelo menos um elemento de aquecimento configurado para aquecer um substrato formador de aerossol; e uma fonte de alimentação para fornecer energia ao elemen- to de aquecimento; o método compreendendo as etapas de: controlar a energia fornecida ao elemento de aquecimento de modo que - em uma primeira fase energia é fornecida para aumentar a temperatura do elemento de aquecimento de uma temperatura inicial para uma primeira temperatura, e - em uma segunda fase energia é fornecida para diminuir a temperatura do elemento de aquecimento abaixo da primeira tempe- ratura para uma segunda temperatura, em que: - a energia fornecida ao elemento de aquecimento durante a primeira fase é aumentada pelo menos uma vez durante a duração da primeira fase; e - o aerossol é produzido durante a segunda fase.

2. Método para controle da produção de aerossol, de acor- do com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a primeira fase tem duração predeterminada.

3. Método para controle da produção de aerossol, de acor- do com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que na pri- meira fase: - durante um primeiro período de tempo, a energia P1 é fornecida para aumentar a temperatura do elemento de aquecimento; - durante um segundo período de tempo, a energia P2 é fornecida para aumentar a temperatura do elemento de aquecimento, em que P2 > P1; - durante um terceiro período de tempo, a energia P3 é fornecida para aumentar a temperatura do elemento de aquecimento, em que P3 > P2.

4. Método para controle da produção de aerossol, de acor- do com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que na pri- meira fase, a energia fornecida ao elemento de aquecimento aumenta gradualmente e em que a primeira fase termina após um período de tempo predeterminado.

5. Método para controle da produção de aerossol, de acor- do com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que durante a segunda fase, quando a segunda temperatura do elemento de aquecimento for alcançada, será fornecida energia ao elemento de aquecimento, de modo que a temperatura do elemento de aquecimento seja mantida substancialmente na segunda temperatura.

6. Método para controle da produção de aerossol, de acor- do com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que na segunda fase, a segunda temperatura pode ser mantida por um período de tempo predeterminado menor que a duração da segun- da fase e após o período de tempo predeterminado, é fornecida ener- gia ao elemento de aquecimento de modo que a temperatura do ele- mento de aquecimento caia abaixo da segunda temperatura para uma terceira temperatura.

7. Método para controle na produção de aerossol, de acor- do com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que a primeira temperatura está entre 280°C e 300°C, e a segunda temperatura está entre 140°C e 200°C.

8. Método para controle da produção de aerossol, de acor- do com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que o dispositivo gerador de aerossol compreende um cartucho contendo o substrato formador de aerossol em uma forma de líquido.

9. Método para controle da produção de aerossol, de acor- do com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que a etapa de controle de energia fornecida ao elemento de aque- cimento compreende fornecer energia ao elemento de aquecimento em pulsos.

10. Método para controle da produção de aerossol, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que a energia fornecida ao elemento de aquecimento durante a primeira fase é au- mentada alterando o ciclo de trabalho dos pulsos fornecidos ao ele- mento de aquecimento.

11. Dispositivo gerador de aerossol operado eletricamente, caracterizado pelo fato de compreender: pelo menos, um elemento de aquecimento configurado para aquecer um substrato formador de ae- rossol, a fim de gerar um aerossol; uma fonte de alimentação para o fornecimento de energia ao elemento de aquecimento; e um circuito elétrico para controle do fornecimento de energia da fonte de alimen- tação para pelo menos um elemento de aquecimento, em que o circui- to elétrico está disposto de modo a: controlar a energia fornecida ao elemento de aquecimento de modo que - em uma primeira fase energia é fornecida de modo que a temperatura do elemento de aquecimento aumenta de uma temperatu- ra inicial para uma primeira temperatura, e - em uma segunda fase energia é fornecida de modo que a temperatura do elemento de aquecimento cai abaixo da primeira temperatura para uma segunda temperatura,

em que a energia fornecida ao elemento de aquecimento durante a primeira fase é aumentada pelo menos uma vez durante a duração da primeira fase; e aerossol é produzido durante a segunda fase.

12. Sistema gerador de aerossol, caracterizado pelo fato de que compreende um dispositivo, como definido na reivindicação 11, e um cartucho contendo um substrato formador de aerossol, em que o cartucho é configurado para engatar o dispositivo de modo que pelo menos um elemento de aquecimento do dispositivo seja disposto para aquecer o substrato formador de aerossol do cartucho.

13. Sistema gerador de aerossol, de acordo com a reivindi- cação 12, caracterizado pelo fato de que o cartucho compreende um primeiro compartimento e um segundo compartimento e o substrato formador de aerossol compreende uma fonte de nicotina líquida conti- da no primeiro compartimento e uma fonte de ácido líquido contida no segundo compartimento.

14. Método para controle de um elemento de aquecimento elétrico em um dispositivo gerador de aerossol, o dispositivo compre- endendo um aquecedor compreendendo pelo menos um elemento de aquecimento configurado para aquecer um substrato formador de ae- rossol e uma fonte de alimentação para fornecer energia ao elemento de aquecimento, caracterizado pelo fato de que o método compreende controlar a energia fornecida ao elemento de aquecimento em um mo- do de preaquecimento, o modo de preaquecimento compreendendo fornecer energia ao elemento de aquecimento para aumentar a tempe- ratura do elemento de aquecimento de uma temperatura inicial para uma temperatura alvo de preaquecimento, em que a energia fornecida no modo de preaquecimento para o aquecedor é aumentada de acor- do com um perfil de energia predeterminado.

15. Método para controle de um elemento de aquecimento elétrico, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que o perfil de energia predeterminado compreende ou: aumentar a energia fornecida ao elemento de aquecimento em uma pluralidade de etapas, cada etapa tendo uma duração prede- terminada; ou aumentar a energia fornecida ao elemento de aquecimento a uma taxa predeterminada.