BR112020011685A2 - dispositivo gerador de aerossol compreendendo um elemento de aquecimento plasmônico - Google Patents
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Abstract
A presente invenção refere-se a um dispositivo gerador de aerossol (10) para aquecimento de um substrato formador de aerossol (16). O dispositivo gerador de aerossol (10) compreende um elemento de aquecimento (18) disposto para aquecer um substrato formador de aerossol (16) quando o substrato formador de aerossol (16) for recebido pelo dispositivo gerador de aerossol (10). O elemento de aquecimento (18) compreende uma pluralidade de nanopartículas metálicas dispostas para receber luz de uma fonte de luz (20) e gerar calor por ressonância plasmônica de superfície.
Description
Relatório Descritivo da Patente de Invenção para “DISPOSITIVO GERADOR DE AEROSSOL COMPREENDENDO UM ELEMENTO DE AQUECIMENTO PLASMÔNICO”.
[001] A presente invenção refere-se a um dispositivo gerador de aerossol que compreende um elemento de aquecimento disposto para gerar calor por ressonância de plasmônica de superfície. A presente invenção também se refere a um sistema gerador de aerossol compreendendo o dispositivo gerador de aerossol.
[002] Uma variedade de sistemas geradores de aerossol operados eletricamente nos quais um dispositivo gerador de aerossol com um elemento de aquecimento elétrico é usado para aquecer um substrato formador de aerossol, como um plugue de tabaco, foram propostos na técnica. Um objetivo de tais sistemas geradores de aerossol é reduzir constituintes de fumo nocivos ou potencialmente nocivos conhecidos do tipo produzido pela combustão e degradação pirolítica do tabaco em cigarros convencionais. O substrato formador de aerossol pode ser fornecido como parte de um artigo gerador de aerossol que é inserido em uma câmara ou cavidade no dispositivo gerador de aerossol. Em alguns sistemas conhecidos, para aquecer o substrato formador de aerossol a uma temperatura em que é capaz de liberar componentes voláteis que podem formar um aerossol, um elemento de aquecimento resistivo é inserido dentro ou em torno do substrato formador de aerossol quando o artigo é recebido no dispositivo gerador de aerossol.
[003] Outros sistemas geradores de aerossol operados eletricamente são configurados para aquecer um substrato líquido formador de aerossol, tal como um líquido contendo nicotina. Tais sistemas normalmente compreendem um pavio disposto a transportar substrato líquido formador de aerossol a partir de uma porção de armazenamento e um elemento de aquecimento resistivo enrolado em torno de uma porção do pavio.
[004] Uma série de sistemas geradores de aerossol operados eletricamente que compreendem sistemas de aquecimento indutivo também foram propostos.
[005] No entanto, os sistemas de aquecimento em sistemas geradores de aerossol conhecidos apresentam uma série de desvantagens. Por exemplo, pode ser difícil conseguir um aquecimento homogêneo de um substrato gerador de aerossol ao usar elementos de aquecimento resistivos. A dificuldade em obter um controle preciso da temperatura é outra desvantagem comumente associada a elementos de aquecimento resistivo. O processo de montagem para elementos de aquecimento resistivo também pode levar a perdas resistivas no circuito do elemento de aquecimento, por exemplo, em conexões soldadas entre uma faixa de aquecimento resistivo e um circuito de fonte de alimentação.
[006] Sistemas de aquecimento indutivo também têm suas próprias desvantagens. Por exemplo, alcançar um aquecimento indutivo eficiente de um elemento susceptor enquanto minimiza uma fonte de alimentação a uma bobina indutora requer o posicionamento da bobina indutora o mais próximo possível do elemento susceptor. Isso pode dificultar a concepção de um sistema gerador de aerossol indutivamente aquecido que seja eficiente e prático em sua fabricação e uso.
[007] Assim, seria desejável fornecer um dispositivo gerador de aerossol que compreende um arranjo de aquecimento que atenue ou supere pelo menos algumas dessas desvantagens com dispositivos conhecidos.
[008] De acordo com um primeiro aspecto da presente invenção, é fornecido um dispositivo gerador de aerossol para aquecimento de um substrato formador de aerossol. O dispositivo gerador de aerossol compreende um elemento de aquecimento disposto para aquecer um substrato formador de aerossol quando o substrato formador de aerossol é recebido pelo dispositivo gerador de aerossol. O elemento de aquecimento compreende uma pluralidade de nanopartículas metálicas dispostas para receber luz de uma fonte de luz e gerar calor por ressonância plasmônica de superfície.
[009] Como usado neste documento, o termo "ressonância plasmônica de superfície" refere-se a uma oscilação ressonante coletiva de elétrons livres de nanopartículas metálicas e, portanto, da polarização das cargas na superfície das nanopartículas metálicas. À oscilação ressonante coletiva dos elétrons livres e, portanto, a polarização das cargas é estimulada por luz incidente sobre as nanopartículas metálicas de uma fonte de luz. A energia dos elétrons livres oscilantes pode ser dissipada por vários mecanismos, incluindo o calor. Portanto, quando as nanopartículas metálicas são irradiadas com uma fonte de luz, as nanopartículas metálicas geram calor por ressonância plasmônica de superfície.
[0010] Como usado neste documento, o termo "nanopartículas metálicas" refere-se a partículas metálicas com um diâmetro máximo de cerca de 1 micrômetro ou menos. Nanopartículas metálicas que geram calor por ressonância plasmônica de superfície quando excitadas pela luz incidente também podem ser conhecidas como nanopartículas plasmônicas.
[0011] Como 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.
[0012] Como usado neste documento, o termo "substrato formador de aerossol" refere-se a um substrato capaz de liberar compostos voláteis que podem formar um aerossol. Tais compostos voláteis podem ser liberados pelo aquecimento do substrato formador de aerossol. Um substrato formador de aerossol pode ser parte de um artigo gerador de aerossol.
[0013] Como usado neste documento, o termo "sistema gerador de aerossol" refere-se a uma combinação de um dispositivo gerador de aerossol e um ou mais substratos formadores de aerossol ou artigos formadores de aerossol para uso com o dispositivo. Um sistema gerador de aerossol pode incluir componentes adicionais, tal como, por exemplo, uma unidade de carregamento para recarga de uma fonte de alimentação de energia elétrica integrada em um dispositivo gerador de aerossol elétrico ou operado eletricamente.
[0014] Vantajosamente, o elemento de aquecimento dos dispositivos geradores de aerossol| de acordo com a presente invenção compreende uma pluralidade de nanopartículas metálicas dispostas a gerar calor por ressonância plasmônica de superfície. Portanto, não é necessário conectar eletricamente o elemento de aquecimento a uma fonte de alimentação. Vantajosamente, um elemento de aquecimento que não está ligado eletricamente a uma fonte de alimentação pode simplificar a fabricação do dispositivo gerador de aerossol. Vantajosamente, um elemento de aquecimento que não está eletricamente conectado a uma fonte de alimentação pode facilitar a manutenção do elemento de aquecimento, a substituição do elemento de aquecimento ou ambos.
[0015] Vantajosamente, um elemento de aquecimento disposto a gerar calor por ressonância plasmônica de superfície pode fornecer um aquecimento mais homogêneo de um substrato formador de aerossol quando comparado a sistemas de aquecimento resistivo e indutivo. Por exemplo, os elétrons livres das nanopartículas metálicas são agitados na mesma medida, independentemente de um ângulo de incidência de luz incidente.
[0016] Vantajosamente, um elemento de aquecimento organizado para gerar calor por ressonância plasmônica de superfície pode fornecer um aquecimento mais localizado quando comparado com sistemas de aquecimento resistivos e indutivos. Vantajosamente, o aquecimento local facilita o aquecimento de porções distintas de um substrato formador de aerossol ou de uma pluralidade de substratos formadores de aerossol distintos. Vantajosamente, o aquecimento local aumenta a eficiência do dispositivo gerador de aerossol pelo aumento ou maximização da transferência de calor gerado pelo elemento de aquecimento para um substrato formador de aerossol. Vantajosamente, o aquecimento localizado pode reduzir ou eliminar o aquecimento indesejado de outros componentes do dispositivo gerador de aerossol.
[0017] O elemento de aquecimento pode ser disposto para receber luz de uma fonte de luz externa e gerar calor por ressonância plasmônica de superfície. Uma fonte de luz externa pode compreender luz ambiente. A luz ambiente pode compreender radiação solar. A luz ambiente pode compreender pelo menos uma fonte de luz artificial externa ao dispositivo gerador de aerossol.
[0018] O dispositivo gerador de aerossol pode compreender uma fonte de luz, em que o elemento de aquecimento é disposto para receber luz da fonte de luz e gerar calor por ressonância plasmônica de superfície.
[0019] Vantajosamente, prover o dispositivo gerador de aerossol com uma fonte de luz pode permitir que o elemento de aquecimento gere calor sem receber luz de uma fonte de luz externa. Vantajosamente, prover uma fonte de ao dispositivo gerador de aerossol| pode fornecer um melhor controle da iluminação do elemento de aquecimento. Vantajosamente, controlar a iluminação do elemento de aquecimento controla a temperatura a qual o elemento de aquecimento é aquecido pela ressonância plasmônica de superfície.
[0020] A fonte de luz pode ser configurada para emitir pelo menos uma luz ultravioleta, luz infravermelha e luz visível. Preferencialmente, a fonte de luz está configurada para emitir luz visível. Vantajosamente,
uma fonte de luz configurada para emitir luz visível pode ser barata, conveniente de usar ou ambos.
[0021] Preferencialmente, a fonte de luz é configurada para emitir luz compreendendo pelo menos um comprimento de onda entre 380 nanômetros e 700 nanômetros.
[0022] Preferencialmente, a fonte de luz é configurada para um comprimento de onda de emissão de pico entre cerca de 495 nanômetros e cerca de 580 nanômetros. Como usado neste documento, "comprimento de onda de emissão de pico" refere-se ao comprimento de onda no qual uma fonte de luz exibe intensidade máxima. Vantajosamente, um comprimento de onda de emissão de pico entre cerca de 495 nanômetros e cerca de 580 nanômetros pode fornecer o aquecimento máximo do elemento de aquecimento por ressonância plasmônica de superfície, particularmente quando a pluralidade de nanopartículas metálicas compreende pelo menos uma dentre ouro, prata, platina e cobre.
[0023] A fonte de luz pode compreender pelo menos um diodo emissor de luz e um laser. Vantajosamente, diodos emissores de luz e lasers podem ter um tamanho compacto adequado para uso em um dispositivo gerador de aerossol. Em modalidades nas quais a fonte de luz compreende pelo menos um laser, pelo menos um laser pode compor pelo menos um dentre um laser de estado sólido e um laser semicondutor.
[0024] A fonte de luz pode compreender uma pluralidade de fontes de luz. As fontes de luz podem ser o mesmo tipo de fonte de luz. Pelo menos algumas das fontes de luz podem ser diferentes tipos de fonte de luz. A pluralidade das fontes de luz pode compreender qualquer combinação dos tipos de fonte de luz descritos neste documento.
[0025] Vantajosamente, uma pluralidade de fontes de luz pode facilitar a personalização de um perfil de aquecimento gerado pelo dispositivo gerador de aerossol durante o uso.
[0026] Pelo menos uma das fontes de luz pode ser uma fonte de luz primária e pelo menos uma das fontes de luz pode ser uma fonte de luz reserva. O dispositivo gerador de aerossol pode ser configurado para emitir luz de uma ou mais fontes de luz reserva somente quando uma ou mais das fontes de luz primárias estiver inoperante.
[0027] Pelo menos uma das fontes de luz pode ser disposta para irradiar apenas uma porção da pluralidade de nanopartículas metálicas. Cada uma das fontes de luz pode ser organizada para irradiar uma porção diferente da pluralidade de nanopartículas metálicas.
[0028] O dispositivo gerador de aerossol pode ser configurado de modo que a pluralidade das fontes de luz irradie diferentes porções da pluralidade de nanopartículas metálicas ao mesmo tempo. Vantajosamente, irradiar diferentes porções da pluralidade de nanopartículas metálicas ao mesmo tempo pode facilitar o aquecimento homogêneo do elemento de aquecimento. Vantajosamente, irradiar diferentes porções da pluralidade de nanopartículas metálicas ao mesmo tempo pode facilitar o aquecimento simultâneo de uma pluralidade de substratos formadores de aerosso! distintos.
[0029] O dispositivo gerador de aerossol pode ser configurado de modo que a pluralidade das fontes de luz irradiem diferentes porções da pluralidade de nanopartículas metálicas em diferentes momentos. Vantajosamente, irradiar diferentes porções da pluralidade de nanopartículas metálicas em diferentes momentos pode facilitar o aquecimento de diferentes porções de um substrato formador de aerossol em diferentes momentos. Vantajosamente, irradiar diferentes porções da pluralidade de nanopartículas metálicas em diferentes momentos pode facilitar o aquecimento de uma pluralidade de substratos formadores de aerossol distintos em diferentes momentos.
[0030] Preferencialmente, o dispositivo gerador de aerossol compreende uma fonte de alimentação elétrica e um controlador configurados para fornecer energia elétrica a partir da fonte de alimentação elétrica para a fonte de luz.
[0031] Em modalidades nas quais o dispositivo gerador de aerossol compreende uma pluralidade de fontes de luz, a fonte de energia elétrica pode compreender uma única fonte de energia elétrica disposta para fornecer energia elétrica à pluralidade de fontes de luz.
[0032] Nas modalidades em que o dispositivo gerador de aerossol compreende uma pluralidade de fontes de luz, a fonte de energia elétrica pode compreender uma pluralidade de fontes de energia elétrica dispostas para fornecer energia elétrica à pluralidade de fontes de luz.
[0033] Em modalidades nas quais o dispositivo gerador de aerossol compreende uma pluralidade de fontes de luz, o controlador pode ser configurado para fornecer seletivamente energia elétrica a pelo menos parte da pluralidade de fontes de luz. O controlador pode ser configurado para variar seletivamente uma fonte de energia elétrica para pelo menos parte da pluralidade de fontes de luz.
[0034] Em modalidades nas quais a pluralidade de fontes de luz é configurada para irradiar porções diferentes da pluralidade de nanopartículas metálicas para aquecer uma pluralidade de substratos formadores de aerossol distintos, o controlador pode fornecer energia elétrica seletivamente a pelo menos parte da pluralidade de fontes de luz para aquecer seletivamente pelo menos parte da pluralidade de substratos formadores de aerossol distintos. O controlador pode variar seletivamente uma fonte de energia elétrica para pelo menos parte da pluralidade de fontes de luz para variar uma razão de aquecimento de pelo menos alguns dos substratos formadores de aerossol distintos.
[0035] Vantajosamente, ao variar o aquecimento relativo de pelo menos parte de uma pluralidade de substratos formadores de aerossol distintos, o dispositivo gerador de aerossol pode variar a composição de um aerossol entregue a um usuário.
[0036] Preferencialmente, o dispositivo gerador de aerossol compreende um dispositivo de entrada do usuário. O dispositivo de entrada do usuário pode compreender pelo menos um botão de pressão, uma roda de rolagem, um botão sensível a toque, uma tela sensível a toque e um microfone. Vantajosamente, o dispositivo de entrada do usuário permite que o usuário controle um ou mais aspectos da operação do dispositivo gerador de aerossol. Em modalidades nas quais o dispositivo gerador de aerossol compreende uma fonte de luz, um controlador e uma fonte de alimentação elétrica, o dispositivo de entrada do usuário pode permitir que o usuário ative um fornecimento de energia elétrica para a fonte de luz, desative um fornecimento de energia elétrica para a fonte de luz ou ambos.
[0037] Em modalidades nas quais o controlador é configurado para fornecer energia elétrica seletivamente a pelo menos parte de uma pluralidade de fontes de luz, preferencialmente o controlador está configurado para fornecer energia elétrica seletivamente a pelo menos parte da pluralidade de fontes de luz em resposta a uma entrada de usuário recebida pelo dispositivo de entrada do usuário.
[0038] Em modalidades nas quais o controlador é configurado para variar seletivamente uma fonte de energia elétrica para pelo menos parte de uma pluralidade de fontes de luz, preferencialmente o controlador está configurado para variar seletivamente uma fonte de energia elétrica para pelo menos parte da pluralidade de fontes de luz em resposta a uma entrada de usuário recebida pelo dispositivo de entrada do usuário.
[0039] A fonte de alimentação elétrica pode compreender uma fonte de alimentação CC. A fonte de alimentação elétrica pode compreender pelo menos uma bateria. A pelo menos uma bateria pode incluir uma bateria de íons de lítio recarregável. A fonte de alimentação elétrica pode compreender outra forma de dispositivo de armazenamento de carga, como um capacitor. A fonte de alimentação elétrica pode necessitar de recarga. A fonte de alimentação elétrica pode ter uma capacidade que permita o armazenamento de energia suficiente para uma ou mais usos do dispositivo gerador de aerossol. Por exemplo, a fonte de alimentação elétrica pode ter capacidade suficiente para permitir a geração contínua de aerossol durante um período de cerca de seis minutos, correspondente ao tempo típico despendido para fumar um cigarro convencional ou por um período que seja um múltiplo de seis minutos. Em outro exemplo, a fonte de alimentação elétrica pode ter capacidade suficiente para permitir um número predeterminado de tragadas ou de ativações distintas.
[0040] O controlador pode ser configurado para iniciar uma fonte de energia elétrica da fonte de alimentação elétrica para a fonte de luz no início de um ciclo de aquecimento. O controlador pode ser configurado para encerrar uma fonte de energia elétrica da fonte de alimentação elétrica para a fonte de luz no final de um ciclo de aquecimento.
[0041] O controlador pode ser configurado para fornecer uma fonte contínua de energia elétrica a partir da fonte de alimentação elétrica para a fonte de luz.
[0042] O controlador pode ser configurado para fornecer uma fonte intermitente de energia elétrica da fonte de alimentação elétrica para a fonte de luz. O controlador pode ser configurado para fornecer uma fonte pulsada de energia elétrica da fonte de alimentação elétrica para a fonte de luz.
[0043] Vantajosamente, uma fonte pulsada de energia elétrica para a fonte de luz pode facilitar o controle da saída total da fonte de luz durante um período de tempo. Vantajosamente, o controle de uma saída total da fonte de luz durante um período de tempo pode facilitar o controle de uma temperatura à qual o elemento de aquecimento é aquecido por ressonância plasmônica de superfície.
[0044] Vantajosamente, uma fonte pulsada de energia elétrica para a fonte de luz pode aumentar o relaxamento térmico de elétrons livres excitados pela ressonância plasmática de superfície em comparação a outros processos de relaxamento, como relaxamento oxidativo e redutor. Portanto, vantajosamente, uma fonte pulsada de energia elétrica para a fonte de luz pode aumentar o aquecimento do elemento de aquecimento. Preferencialmente, o controlador está configurado para fornecer uma fonte pulsada de energia elétrica da fonte de alimentação elétrica para a fonte de luz, de modo que o tempo entre pulsos consecutivos de luz da fonte de luz seja igual ou menor que cerca de 1 picossegundo. Em outras palavras, o tempo entre o fim de cada pulso de luz da fonte de luz e o início do próximo pulso de luz da fonte de luz é igual ou menor que cerca de 1 picossegundo.
[0045] O controlador pode ser configurado para variar a fonte de energia elétrica da fonte de alimentação elétrica para a fonte de luz. Em modalidades nas quais o controlador está configurado para fornecer uma fonte pulsada de energia elétrica à fonte de luz, o controlador pode ser configurado para variar um ciclo de trabalho da fonte pulsada de energia elétrica. O controlador pode ser configurado para variar pelo menos uma largura de pulso e um período do ciclo de trabalho.
[0046] O dispositivo gerador de aerossol pode compreender um sensor de temperatura. O sensor de temperatura pode ser organizado para detectar uma temperatura de pelo menos um dentre os elementos de aquecimento e um substrato formador de aerossol durante o uso do dispositivo gerador de aerossol. O dispositivo gerador de aerossol pode ser configurado para variar uma fonte de energia elétrica à fonte de luz em resposta a uma mudança de temperatura detectada pelo sensor de temperatura. Em modalidades nas quais o dispositivo gerador de aerossol compreende uma fonte de alimentação elétrica e um controlador, preferencialmente o controlador é configurado para variar a fonte de energia elétrica da fonte de alimentação elétrica para a fonte de luz em resposta a uma mudança de temperatura detectada pelo sensor de temperatura.
[0047] O dispositivo gerador de aerossol pode compreender um ou mais elementos ópticos para facilitar a transmissão de luz de uma fonte de luz para o elemento de aquecimento. Um ou mais elementos ópticos podem incluir pelo menos um dentre uma abertura, um orifício, uma lente, um refletor e uma fibra óptica.
[0048] Vantajosamente, pelo menos uma abertura e um orifício podem facilitar a transmissão de luz de uma fonte de luz externa para o elemento de aquecimento. O dispositivo gerador de aerossol pode compreender um compartimento, em que pelo menos um dentre uma abertura e um orifício é posicionado sobre o compartimento.
[0049] Vantajosamente, pelo menos um dentre uma lente, um refletor e uma fibra óptica podem concentrar ou focar a luz emitida de uma fonte de luz sobre o elemento de aquecimento. Vantajosamente, concentrar ou focar a luz no elemento de aquecimento pode aumentar a temperatura a qual o elemento de aquecimento é aquecido por ressonância plasmática de superfície.
[0050] A pluralidade de nanopartículas metálicas pode compreender pelo menos um dentre ouro, prata, platina, cobre, paládio, alumínio, cromo, titânio, ródio e rutênio. A pluralidade de nanopartículas metálicas pode compreender pelo menos um metal em forma elementar. A pluralidade de nanopartículas metálicas pode compreender pelo menos um metal em um composto metálico. O composto metálico pode compreender pelo menos um nitreto de metal.
[0051] Preferencialmente, a pluralidade de nanopartículas metálicas compreende pelo menos um dentre ouro, prata, platina e cobre. Vantajosamente, nanopartículas de ouro, prata, platina e cobre podem exibir forte ressonância plasmônica de superfície quando irradiadas com luz visível.
[0052] A pluralidade de nanopartículas metálicas pode compreender um único metal. A pluralidade de nanopartículas metálicas pode compreender uma mistura de metais diferentes.
[0053] A pluralidade de nanopartículas metálicas pode compreender uma pluralidade de primeiras nanopartículas que compreendem um primeiro metal e uma pluralidade de segundas nanopartículas que compreendem um segundo metal.
[0054] Pelo menos parte da pluralidade de nanopartículas metálicas pode compreender uma mistura de dois ou mais metais. Pelo menos parte da pluralidade de nanopartículas metálicas pode compreender uma liga metálica. Pelo menos parte da pluralidade de nanopartículas metálicas pode compreender, cada uma, uma configuração de núcleo- cobertura, em que o núcleo compreende um primeiro metal e a cobertura compreende um segundo metal.
[0055] Em modalidades nas quais o dispositivo gerador de aerossol compreende uma fonte de luz, preferencialmente a pluralidade de nanopartículas metálicas compreende um diâmetro máximo médio de número inferior ou igual ao comprimento de onda de emissão de pico da fonte de luz.
[0056] A pluralidade de nanopartículas metálicas pode compreender um diâmetro máximo médio de número inferior a cerca de 700 nanômetros, preferencialámente menos de 600 nanômetros, preferencialmente menos de 500 nanômetros, preferencialmente menos de 400 nanômetros, preferencialmente menor do que cerca de 300 nanômetros, preferencialmente menor do que cerca de 200 nanômetros, preferencialmente menor do que cerca de 150 nanômetros, preferencialmente menor do que cerca de 100 nanômetros.
[0057] O elemento de aquecimento pode ser formado a partir da pluralidade de nanopartículas metálicas.
[0058] O elemento de aquecimento pode compreender uma camada de substrato e uma camada de revestimento posicionadas em pelo menos uma porção da camada de substrato, em que a camada de revestimento compreende a pluralidade de nanopartículas metálicas. Vantajosamente, a camada de substrato pode ser formada a partir de um material selecionado para as propriedades mecânicas desejadas. Vantajosamente, a camada de revestimento pode ser formada para otimizar a ressonância plasmônica de superfície da pluralidade de nanopartículas metálicas quando a camada de revestimento é exposta à luz de uma fonte de luz.
[0059] A camada de substrato pode ser formada a partir de qualquer material adequado. A camada de substrato pode compreender um metal. A camada de substrato pode compreender um material polimérico. A camada de substrato pode compreender uma cerâmica.
[0060] A camada de substrato pode ser eletricamente condutora. À camada de substrato pode ser eletricamente isolante.
[0061] A camada de revestimento pode ser fornecida na camada de substrato usando qualquer processo adequado. A camada de revestimento pode ser formada pelo depósito da pluralidade de nanopartículas metálicas na camada de substrato usando um processo de deposição física de vapor.
[0062] A camada de revestimento pode ser uma camada substancialmente contínua.
[0063] A camada de revestimento pode compreender uma pluralidade de áreas distintas de nanopartículas metálicas, onde as pluralidades de áreas distintas são separadas umas das outras na camada de substrato. Vantajosamente, uma pluralidade de áreas distintas de nanopartículas metálicas pode facilitar o aquecimento de uma pluralidade de porções distintas de um substrato formador de aerossol. Vantajosamente, uma pluralidade de áreas distintas de nanopartículas metálicas pode facilitar o aquecimento de uma pluralidade de substratos formadores de aerosso! discretos.
[0064] O dispositivo gerador de aerossol pode compreender uma fonte de luz disposta para irradiar uma pluralidade das áreas distintas de nanopartículas metálicas. O dispositivo gerador de aerossol pode compreender uma pluralidade de fontes de luz dispostas a irradiar a pluralidade de áreas distintas de nanopartículas metálicas. Cada uma das pluralidades de fontes de luz pode ser disposta para irradiar apenas uma das áreas distintas das nanopartículas metálicas.
[0065] O elemento de aquecimento pode compreender uma porção com resistência elétrica disposta para receber uma fonte de energia elétrica. Durante o uso, uma fonte de energia elétrica para a porção eletricamente resistiva pode aquecer resistivamente a porção com resistência elétrica. Vantajosamente, a porção com resistência elétrica pode fornecer uma fonte de calor além do calor gerado pela ressonância plasmônica de superfície da pluralidade de nanopartículas metálicas.
[0066] A pluralidade de nanopartículas metálicas pode formar a porção eletricamente resistiva.
[0067] Em modalidades nas quais o elemento de aquecimento compreende uma camada de substrato e uma camada de revestimento, pelo menos uma dentre a camada de substrato e a camada de revestimento pode formar a porção com resistência elétrica. A camada de substrato pode compreender um material com resistência elétrica. O material com resistência elétrica pode compreender pelo menos um de um metal com resistência elétrica e uma cerâmica com resistência elétrica. A camada de substrato pode ser formada a partir do material com resistência elétrica. A camada de substrato pode compreender um material de tecido plano, onde uma pluralidade de fios do material com resistência elétrica forma pelo menos parte do material de tecido plano.
[0068] Em modalidades nas quais o dispositivo gerador de aerossol compreende uma fonte de alimentação elétrica e um controlador, preferencialmente o controlador é disposto para fornecer uma fonte de energia elétrica da fonte de alimentação elétrica para a porção com resistência elétrica.
[0069] O dispositivo gerador de aerossol pode ser disposto para gerar calor usando a porção com resistência elétrica, além de gerar calor por ressonância plasmônica de superfície da pluralidade de nanopartículas metálicas. O dispositivo gerador de aerossol pode ser disposto para gerar calor usando a porção com resistência elétrica como alternativa à geração de calor por ressonância plasmônica de superfície da pluralidade de nanopartículas metálicas.
[0070] O dispositivo gerador de aerossol pode ser disposto para gerar calor usando a porção com resistência elétrica como uma reserva para geração de calor por ressonância plasmônica de superfície da pluralidade de nanopartículas metálicas. Por exemplo, o dispositivo gerador de aerossol pode ser disposto para gerar calor usando a porção com resistência elétrica no caso de o aquecimento da pluralidade de nanopartículas metálicas por ressonância plasmônica de superfície ser insuficiente.
[0071] O dispositivo gerador de aerossol pode ser disposto para gerar calor usando a porção com resistência elétrica no início de um ciclo de aquecimento. Em outras palavras, a porção com resistência elétrica pode ser usada para gerar calor para elevar a temperatura do elemento de aquecimento a uma temperatura de operação inicial. O dispositivo gerador de aerossol pode ser disposto para reduzir ou encerrar uma fonte de energia elétrica para a porção com resistência elétrica quando a temperatura do elemento de aquecimento atingir uma temperatura de operação inicial.
[0072] O elemento de aquecimento pode compreender uma primeira superfície disposta para receber luz de uma fonte de luz e gerar calor por ressonância plasmônica de superfície da pluralidade de nanopartículas metálicas. A primeira superfície pode compreender uma pluralidade de características de superfície que definem uma forma tridimensional. A primeira superfície pode compreender pelo menos uma pluralidade de saliências e uma pluralidade de depressões. A primeira superfície pode ter uma forma ondulante.
[0073] Vantajosamente, uma primeira superfície que compreende uma pluralidade de características de superfície pode aumentar a área de superfície da primeira superfície. Vantajosamente, aumentar a área de superfície da primeira superfície pode aumentar o aquecimento da pluralidade de nanopartículas metálicas por ressonância plasmônica de superfície quando a luz é incidente na primeira superfície.
[0074] Em modalidades nas quais o elemento de aquecimento compreende uma camada de substrato e uma camada de revestimento, uma primeira superfície da camada de substrato pode definir a pluralidade de características de superfície, onde a camada de revestimento é fornecida na primeira superfície da camada de substrato para formar a primeira superfície do elemento de aquecimento.
[0075] O elemento de aquecimento pode compreender uma segunda superfície disposta para transferir calor para um substrato formador de aerossol durante o uso. A segunda superfície pode estar em um lado oposto do elemento de aquecimento em relação à primeira superfície. Em modalidades nas quais o elemento de aquecimento compreende uma camada de substrato e uma camada de revestimento, preferencialmente a camada de substrato compreende uma primeira superfície na qual a camada de revestimento é fornecida para formar a primeira superfície do elemento de aquecimento e uma segunda superfície formando a segunda superfície do elemento de aquecimento.
Preferencialmente, a camada de substrato compreende um material termicamente condutor para facilitar a transferência de calor da camada de revestimento para a segunda superfície do elemento de aquecimento.
[0076] Pelo menos uma porção do elemento de aquecimento pode ser porosa. Vantajosamente, uma porção porosa do elemento de aquecimento pode permitir o fluxo de ar através do elemento de aquecimento.
[0077] Pelo menos uma porção do elemento de aquecimento pode ser formada a partir de um material poroso. Pelo menos uma porção do elemento de aquecimento pode ser formada a partir de um material de tecido plano, onde uma pluralidade de poros é formada entre os fios do material de tecido plano.
[0078] Pelo menos uma porção do elemento de aquecimento pode ser fornecida com uma porosidade. Por exemplo, uma pluralidade de poros pode ser formada em pelo menos uma porção do elemento de aquecimento. Uma pluralidade de poros pode ser formada usando qualquer processo adequado. A pluralidade de poros pode ser formada usando pelo menos uma dentre perfuração a laser e usinagem por descarga de elétrons.
[0079] Em modalidades nas quais o elemento de aquecimento compreende uma camada de substrato e uma camada de revestimento, preferencialmente pelo menos uma porção da camada de substrato é porosa.
[0080] O dispositivo gerador de aerossol pode compreender uma cavidade para receber pelo menos parte de um substrato formador de aerossol. A cavidade pode ser adequada para receber pelo menos parte de um artigo gerador de aerossol que compreende um substrato formador de aerossol.
[0081] O dispositivo gerador de aerossol pode compreender um compartimento, em que o compartimento define pelo menos parcialmente a cavidade.
[0082] Pelo menos parte do elemento de aquecimento pode ser posicionada dentro da cavidade. Pelo menos parte do elemento de aquecimento pode se estender até a cavidade.
[0083] O elemento de aquecimento pode definir pelo menos parcialmente a cavidade de modo que, quando um substrato formador de aerossol for recebido dentro da cavidade, pelo menos parte do substrato formador de aerossol é recebido adjacente ao elemento de aquecimento.
[0084] Vantajosamente, o posicionamento de pelo menos parte do elemento de aquecimento dentro da cavidade ou a definição de pelo menos parte da cavidade com o elemento de aquecimento pode facilitar a transferência de calor do elemento de aquecimento para um substrato formador de aerossol| durante o uso do dispositivo gerador de aerossol.
[0085] O dispositivo gerador de aerossol pode compreender um conector de dispositivo para se conectar a um conector de artigo correspondente em um artigo gerador de aerossol que compreende um substrato formador de aerossol. O conector do dispositivo pode incluir pelo menos um conector de parafuso, um conector de baioneta e um conector snap.
[0086] Preferencialmente, o conector do dispositivo compreende uma passagem de transferência de líquido disposta a receber um substrato líquido formador de aerossol a partir de um artigo gerador de aerossol conectado ao conector do dispositivo. O dispositivo gerador de aerossol pode compreender um elemento de transporte de líquido em comunicação fluida com a passagem de transferência de líquido e disposto para transportar o substrato líquido formador de aerossol a partir da passagem de transferência de líquido e em direção ao elemento de aquecimento. Pelo menos uma porção do elemento de transferência de líquido pode ser disposta dentro da passagem de transferência de líquido. O elemento de transporte de líquido pode compreender um pavio capilar.
[0087] O dispositivo gerador de aerossol pode compreender uma porção de armazenamento e um substrato formador de aerossol disposto dentro da porção de armazenamento. Vantajosamente, o fornecimento de um substrato formador de aerossol como parte do dispositivo gerador de aerossol pode ser adequado para fornecer um dispositivo gerador de aerossol compacto. Vantajosamente, o fornecimento de um substrato formador de aerossol como parte do dispositivo gerador de aerossol pode simplificar o uso do dispositivo gerador de aerossol, eliminando a necessidade de um usuário carregar um artigo gerador de aerossol separado.
[0088] Preferencialmente, o substrato formador de aerossol é pelo menos substituível ou recarregável.
[0089] O substrato formador de aerossol pode compreender um substrato formador de aerossol sólido. O substrato formador de aerossol sólido pode compreender tabaco. O substrato formador de aerossol sólido pode compreender um material contendo tabaco com compostos aromatizantes de tabaco voláteis, que são liberados do substrato mediante aquecimento.
[0090] O substrato formador de aerossol sólido pode compreender um material sem tabaco. O substrato formador de aerossol sólido pode compreender um material contendo tabaco e um material sem tabaco.
[0091] O substrato formador de aerossol sólido pode incluir pelo menos um formador de aerossol. Como usado neste documento, o termo "formador de aerossol" se refere a qualquer composto ou mistura de compostos adequados que, em uso, facilitam a formação de um aerossol. Formadores de aerossol adequados incluem, mas não estão limitados a: álcoois poli-hídricos, tais como propilenoglicol,
trietilenoglicol, 1,3-butanediol e glicerina; ésteres de álcoois poli- hídricos, tais como mono-, di- ou triacetato de glicerol; e ésteres alifáticos de ácidos mono-, di- ou policarboxílicos, tais como dimetil dodecanodioato e dimetil tetradecanodioato.
[0092] Formadores de aerossol preferenciais são álcoois poli- hídricos ou misturas desses, tais como propilenoglico|, trietilenoglicol, 1,3-butanodiol e, mais preferencialmente, glicerina.
[0093] O substrato formador de aerossol sólido pode compreender um único formador de aerossol. Alternativamente, o substrato formador de aerossol sólido pode compreender uma combinação de dois ou mais formadores de aerossol.
[0094] O substrato formador de aerossol sólido pode ter um teor de formador de aerossol maior do que 5 por cento com base em peso seco.
[0095] O substrato formador de aerossol sólido pode ter um teor de formador de aerossol entre aproximadamente 5 por cento e aproximadamente 30 por cento com base em peso seco.
[0096] O substrato formador de aerossol sólido pode ter um teor de formador de aerossol entre aproximadamente 20 por cento com base em peso seco.
[0097] O substrato formador de aerossol pode compreender um substrato formador de aerossol. O dispositivo gerador de aerossol pode compreender um elemento de transporte de líquido disposto para transportar o substrato líquido formador de aerossol da porção de armazenamento e para o elemento de aquecimento. O elemento de transporte de líquido pode compreender um pavio capilar.
[0098] O substrato líquido formador de aerossol pode compreender água.
[0099] O substrato líquido formador de aerossol pode conter um formador de aerossol. Formadores de aerossol adequados são bem conhecidos na técnica e incluem, mas não estão limitados a: álcoois poli-hídricos, tais como trietilenoglicol, 1,3-butanodiol e glicerina; ésteres de álcoois poli-hídricos, tais como mono-, di- ou triacetato de glicerol; e ésteres alifáticos de ácidos mono-, di- ou policarboxílicos, tais como dodecanodioato de dimetila e tetradecanodioato de dimetila. Formadores de aerossol preferenciais são álcoois poli-hídricos ou misturas dos mesmos, como trietilenoglicol, 1,3-butanodiol e, mais preferencialmente, glicerina ou polietilenoglicol.
[00100] O substrato líquido formador de aerossol pode compreender pelo menos um dentre nicotina ou um produto de tabaco. Adicionalmente ou alternativamente, o substrato líquido formador de aerossol pode compreender outro composto alvo para entrega a um usuário. Em modalidades nas quais o substrato líquido formador de aerossol compreende nicotina, a nicotina pode ser incluída no substrato líquido formador de aerossol com um formador de aerossol.
[00101] O dispositivo gerador de aerossol pode compreender um primeiro substrato formador de aerossol e um segundo substrato formador de aerossol. Preferencialmente, o elemento de aquecimento é disposto para aquecer tanto o primeiro substrato formador de aerossol quanto o segundo substrato formador de aerossol.
[00102] O primeiro substrato formador de aerossol pode compreender uma fonte de nicotina e o segundo substrato formador de aerossol pode compreender uma fonte de ácido. Durante o uso, o elemento de aquecimento pode aquecer a fonte de nicotina e a fonte de ácido para gerar um vapor contendo nicotina e um vapor de ácido. O vapor de nicotina e o vapor de ácido reagem uns com os outros na fase gasosa para gerar um aerossol compreendendo partículas de sal de nicotina.
[00103] A fonte de nicotina pode compreender nicotina, base de nicotina ou sal de nicotina.
[00104] A fonte de nicotina pode compreender um primeiro material transportador impregnado com entre cerca de 1 miligrama e cerca de 50 miligramas de nicotina. A fonte de nicotina pode compreender um primeiro material transportador impregnado com entre cerca de 1 miligrama e cerca de 40 miligramas de nicotina. Preferencialmente, a fonte de nicotina compreende um primeiro material transportador impregnado com entre cerca de 3 miligramas e cerca de 30 miligramas de nicotina. Mais preferencialmente, a fonte de nicotina compreende um primeiro material transportador impregnado com entre cerca de 6 miligamas e cerca de 20 miligramas de nicotina Mais preferencialmente, a fonte de nicotina compreende um primeiro material transportador impregnado com entre cerca de 8 miligramas e cerca de 18 miligramas de nicotina.
[00105] “Nas modalidades em que o primeiro material transportador é impregnado com base de nicotina ou um sal de nicotina, as quantidades de nicotina citadas neste documento são a quantidade de base de nicotina ou quantidade de nicotina ionizada, respectivamente.
[00106] O primeiro material transportador pode ser impregnado com nicotina líquida ou uma solução de nicotina em um solvente aquoso ou não aquoso.
[00107] O primeiro material transportador pode ser impregnado com nicotina natural ou nicotina sintética.
[00108] A fonte de ácido pode compreender um ácido orgânico ou um ácido inorgânico.
[00109] —Preferencialmente, a fonte de ácido compreende um ácido orgânico, mais preferencialmente um ácido carboxílico, mais preferencialmente um alfa-cetoácido, 2-0x0 ou lático.
[00110] Preferencialmente, a fonte de ácido compreende um ácido selecionado do grupo composto por ácido 3-metil-2-oxopentanóico, ácido pirúvico, ácido 2-oxopentanóico, ácido 4-metil-2-oxopentanóico, ácido 3-metil-2-oxobutanóico, ácido 2-oxooctanóico, ácido láctico e combinações desses. Preferencialmente, a fonte de ácido compreende ácido pirúvico ou ácido lático. Mais preferencialmente, a fonte de ácido compreende ácido lático.
[00111] —Preferencialmente, a fonte de ácido compreende um segundo material transportador impregnado com ácido.
[00112] O primeiro material transportador e o segundo material transportador podem ser os mesmos ou diferentes.
[00113] Vantajosamente, o primeiro material transportador e o segundo material transportador têm uma densidade de entre cerca de 0,1 gramas/centímetro cúbico e cerca de 0,3 gramas/centímetro cúbico.
[00114] —Preferencialmente, o primeiro material transportador e o segundo material transportador podem ter uma porosidade de entre cerca de 15 por cento e cerca de 55 por cento.
[00115] Oprimeiro 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 ciclohexanodimetileno) (PCT), tereftalato de polibutleno (PBT), politetrafluoretileno (PTFE), politetrafluoretileno expandido (ePTFE) e BAREXº.
[00116] Oprimeiro material transportador atua como um reservatório para a nicotina. Vantajosamente, o primeiro material transportador é quimicamente inerte em relação à nicotina.
[00117] O segundo material transportador atua como um reservatório para o ácido. Vantajosamente, o segundo material transportador é inerte quimicamente em relação ao ácido.
[00118] Vantajosamente, a fonte de ácido é uma fonte de ácido lático que compreende um segundo material transportador impregnado com entre cerca de 2 miligramas e cerca de 60 miligramas de ácido lático.
[00119] —Preferencialmente, a fonte de ácido lático compreende um segundo material transportador impregnado com entre cerca de 5 miliggamas e cerca de 50 miligramas de ácido lático. Mais preferencialmente, a fonte de ácido lático compreende um segundo material transportador impregnado com entre cerca de 8 miligramas e cerca de 40 miligramas de ácido lático. Mais preferencialmente, a fonte de ácido lático compreende um segundo material transportador impregnado com entre cerca de 10 miligramas e cerca de 30 miligramas de ácido lático.
[00120] —Preferencialmente, o dispositivo gerador de aerossol compreende uma entrada de fluxo de ar e uma saída de fluxo de ar em comunicação fluida com a entrada de fluxo de ar. Preferencialmente, o dispositivo gerador de aerossol compreende pelo menos uma passagem de fluxo de ar que fornece comunicação fluida entre a entrada de fluxo de ar e a saída de fluxo de ar. Preferencialmente, o dispositivo gerador de aerossol é organizado de modo que, durante o uso, um aerossol gerado por aquecimento de um substrato formador de aerossol com o elemento de aquecimento seja recebido dentro da pelo menos uma passagem de fluxo de ar. Preferencialmente, pelo menos uma porção do elemento de aquecimento é disposta dentro da pelo menos uma passagem de fluxo de ar. Em modalidades nas quais o dispositivo gerador de aerossol compreende uma cavidade para receber pelo menos parte de um substrato formador de aerossol, a cavidade podendo formar pelo menos parte da passagem de fluxo de ar.
[00121] O dispositivo gerador de aerossol pode compreender um sensor de fluxo de ar disposto a detectar o fluxo de ar através do dispositivo gerador de aerossol. Durante o uso, o fluxo de ar através do dispositivo pode ser indicativo de um usuário tragando no dispositivo gerador de aerossol. Em modalidades nas quais o dispositivo gerador de aerossol compreende pelo menos uma fonte de luz, o dispositivo gerador de aerossol pode ser disposto para fornecer energia elétrica a pelo menos uma fonte de luz quando o sensor de fluxo de ar detecta o fluxo de ar através do dispositivo gerador de aerossol. Vantajosamente, o fornecimento de energia elétrica a pelo menos uma fonte de luz quando o sensor de fluxo de ar detecta o fluxo de ar através do dispositivo pode aquecer o elemento de aquecimento somente quando um usuário está tragando no dispositivo gerador de aerossol. Vantajosamente, o aquecimento do elemento de aquecimento somente quando um usuário está tragando no dispositivo gerador de aerossol pode gerar aerossol a partir de um substrato formador de aerossol somente quando necessário.
[00122] De acordo com um segundo aspecto da presente invenção, é fornecido um sistema gerador de aerossol que compreende um dispositivo gerador de aerossol de acordo com o primeiro aspecto da presente invenção, de acordo com qualquer uma das modalidades descritas neste documento. O sistema gerador de aerossol também compreende um artigo gerador de aerossol compreendendo um substrato formador de aerossol, em que o dispositivo gerador de aerossol é configurado para receber pelo menos uma porção do artigo gerador de aerossol.
[00123] Oartigogerador de aerossol pode compreender qualquer um dos substratos formadores de aerossol descritos neste documento em relação ao primeiro aspecto da presente invenção.
[00124] Emmodalidades nas quais o dispositivo gerador de aerossol compreende uma cavidade, preferencialmente a cavidade é disposta para receber pelo menos uma porção do artigo gerador de aerossol.
[00125] Em modalidades nas quais o dispositivo gerador de aerossol compreende um conector de dispositivo, preferencialmente o artigo gerador de aerossol compreende um conector de artigo configurado para se conectar ao conector do dispositivo. O conector do artigo pode compreender pelo menos um conector de parafuso, um conector de baioneta e um conector snap.
[00126] O artigo gerador de aerossol pode compreender um compartimento do artigo, no qual o substrato formador de aerossol é descartado dentro do compartimento do artigo. Um artigo gerador de aerossol que compreende um compartimento de artigo também pode ser referido como um cartucho.
[00127] —Preferencialmente, o compartimento do artigo define uma entrada de ar do artigo e uma saída de ar do artigo, na qual o substrato formador de aerossol| está em comunicação fluida com a entrada de ar do artigo e a saída de ar do artigo.
[00128] O compartimento do artigo pode definir uma cavidade de aquecedor, em que pelo menos uma porção do elemento de aquecimento é recebida dentro da cavidade de aquecedor quando o dispositivo gerador de aerossol recebe o artigo gerador de aerossol.
[00129] O artigo gerador de aerossol pode compreender um invólucro enrolado em torno de pelo menos uma porção do substrato formador de aerossol. Artigos geradores de aerossol que compreendem um invólucro podem ser particularmente adequados para modalidades nas quais o substrato formador de aerossol compreende um substrato formador de aerossol sólido. O invólucro pode ser um invólucro de papel.
[00130] O artigo gerador de aerossol pode ter um comprimento total dentre aproximadamente 30 milímetros e aproximadamente 100 milímetros. O artigo gerador de aerossol pode ter um diâmetro externo dentre aproximadamente 5 milímetros e aproximadamente 13 milímetros.
[00131] O artigo gerador de aerossol pode compreender um bocal posicionado a jusante do substrato formador de aerossol. O bocal pode estar localizado na extremidade a jusante do artigo gerador de aerossol. O bocal pode ser um plugue de filtro de acetato de celulose. Preferencialmente, o bocal tem aproximadamente 7 milímetros de comprimento, mas pode ter um comprimento entre aproximadamente 5 milímetros a aproximadamente 10 milímetros.
[00132] O artigo gerador de aerossol pode ter um diâmetro de entre aproximadamente 5 milímetros e aproximadamente 12 milímetros.
[00133] Em uma modalidade preferencial, o artigo gerador de aerossol tem um comprimento total dentre aproximadamente 40 milímetros e aproximadamente 50 milímetros. Preferencialmente, o artigo gerador de aerossol tem um comprimento total de aproximadamente 45 milímetros. Preferencialmente, o artigo gerador de aerossol possui um diâmetro externo de aproximadamente 7,2 milímetros.
[00134] A invenção será descrita a seguir, a título de exemplo somente, com referência às figuras anexas, em que:
[00135] a Figura 1 mostra uma vista de corte transversal de um dispositivo gerador de aerossol de acordo com uma primeira modalidade da presente invenção;
[00136] a Figura2 mostra uma vista de corte transversal de um dispositivo gerador de aerossol de acordo com uma segunda modalidade da presente invenção;
[00137] as Figuras3e4 mostram uma vista em perspectiva de um dispositivo gerador de aerossol de acordo com uma terceira modalidade da presente invenção;
[00138] a rFigura5 mostra uma vista de corte transversal da seção geradora de aerossol e do bocal do dispositivo gerador de aerossol| das Figuras 3 e 4;
[00139] arFigura6 mostra uma vista de corte transversal ampliada da cavidade do dispositivo da seção geradora de aerossol| da Figura 5;
[00140] a Figura7 mostra uma vista em perspectiva do primeiro elemento de aquecimento da seção geradora de aerossol da Figura 6;
[00141] arFigura8 mostra uma vista de corte transversal de parte da porção de aquecimento plana do elemento de aquecimento da Figura 7;
[00142] aFigura9 mostra uma vista de corte transversal mostrando uma configuração alternativa da seção geradora de aerossol do dispositivo gerador de aerossol das Figuras 3 e 4;
[00143] a Figura 10 mostra uma vista em perspectiva expandida de um artigo gerador de aerossol para uso com o dispositivo gerador de aerossol das Figuras 3 e 4;
[00144] aFigura 11 apresenta uma vista plana do artigo gerador de aerossol da Figura 10;
[00145] arFigura 12 mostra uma vista plana de um artigo gerador de aerossol alternativo;
[00146] a Figura13 mostra uma vista de corte transversal de um artigo gerador de aerossol, juntamente com um dispositivo gerador de aerossol de acordo com uma quarta modalidade da presente invenção, como observado em uma condição não montada;
[00147] a Figura 14 mostra uma vista de corte transversal do artigo gerador de aerossol e do dispositivo gerador de aerossol da Figura 13, como observado em uma condição montada; e
[00148] a Figura 15 mostra uma vista de corte transversal do elemento de aquecimento das Figura 13 e 14.
[00149] A Figura 1 mostra uma vista de corte transversal de um dispositivo gerador de aerossol 10 de acordo com uma primeira modalidade da presente invenção. O dispositivo gerador de aerossol 10 compreende um compartimento 12 que define uma cavidade do dispositivo 14 para receber um substrato formador de aerossol 16 que compreende um plugue de tabaco. O substrato formador de aerossol 16 pode fazer parte do dispositivo gerador de aerossol 10 e o dispositivo gerador de aerossol| 10 pode ser descartado após o substrato formador de aerossol 16 ter sido consumido. Alternativamente, pelo menos duas porções do compartimento 12 podem ser separáveis umas das outras para permitir o acesso à cavidade do dispositivo 14 para substituição do substrato formador de aerossol 16.
[00150] O dispositivo gerador de aerossol 10 também compreende um elemento de aquecimento 18 que se estende através de uma extremidade da cavidade do dispositivo 14, o elemento de aquecimento 18 compreendendo uma pluralidade de nanopartículas metálicas. Uma fonte de luz 20 que compreende um diodo emissor de luz é colocada dentro do compartimento 12 e disposta a irradiar o elemento de aquecimento 18. Um controlador 22 e uma fonte de alimentação 24 que compreende uma bateria também são colocados dentro do compartimento 12. O controlador 22 é configurado para controlar uma fonte de energia elétrica a partir da fonte de alimentação 24 para a fonte de luz 20.
[00151] O dispositivo gerador de aerossol 10 também inclui uma entrada de fluxo de ar 26 definida pelo compartimento 12 em uma extremidade a montante da cavidade do dispositivo 14 e por um filtro 28 em comunicação fluida com uma extremidade a jusante da cavidade do dispositivo 14. Uma extremidade a jusante do filtro 28 forma uma saída de fluxo de ar 30.
[00152] Durante o uso, o controlador 22 fornece energia elétrica da fonte de alimentação 24 para a fonte de luz 20 para irradiar o elemento de aquecimento 18. A irradiação do elemento de aquecimento 18 resulta no aquecimento do elemento de aquecimento 18 por ressonância plasmônica de superfície das nanopartículas metálicas. O calor do elemento de aquecimento 18 aquece o substrato formador de aerossol 16 para gerar um aerossol. Quando um usuário traga no filtro 28, o fluxo de ar entra na cavidade do dispositivo 14 através da entrada de fluxo de ar 26. O aerossol gerado pelo aquecimento do substrato formador de aerossol 16 é arrastado no fluxo de ar através da cavidade do dispositivo
14. O fluxo de ar contendo o aerossol gerado sai da cavidade do dispositivo 14 através do filtro 28 e da saída de fluxo de ar 30 onde é inalado pelo usuário.
[00153] A Figura 2 mostra uma vista de corte transversal de um dispositivo gerador de aerossol 100 de acordo com uma segunda modalidade da presente invenção. O dispositivo gerador de aerossol 100 é similar ao dispositivo gerador de aerossol 10 mostrado na Figura 1 e números de referência semelhantes são usados para designar peças semelhantes.
[00154] O dispositivo gerador de aerossol 100 compreende uma fonte de luz anular 120 disposta dentro da cavidade do dispositivo 14 e que se estende em torno de um elemento de aquecimento anular 118 compreendendo uma pluralidade de nanopartículas metálicas. O substrato formador de aerossol 16 que compreende um plugue de tabaco é recebido dentro do elemento de aquecimento anular 118.
[00155] Durante o uso, o controlador 22 fornece energia elétrica da fonte de alimentação 24 para a fonte de luz anular 120 para irradiar o elemento de aquecimento anular 118. A irradiação do elemento de aquecimento anular 118 resulta no aquecimento do elemento de aquecimento anular 118 por ressonância plasmônica de superfície das nanopartículas metálicas. O calor do elemento de aquecimento anular 118 aquece o substrato formador de aerossol 16 para gerar um aerossol. Quando um usuário traga no filtro 28, o fluxo de ar entra na cavidade do dispositivo 14 através da entrada de fluxo de ar 26 e flui através do substrato formador de aerossol 16. O aerossol gerado pelo aquecimento do substrato formador de aerossol 16 é arrastado no fluxo de ar através do substrato formador de aerossol 16. O fluxo de ar contendo o aerossol gerado flui do substrato formador de aerossol 16 através do filtro 28 e da saída de fluxo de ar 30, onde é inalado pelo usuário.
[00156] As Figuras 3 e 4 mostram uma vista em perspectiva de um dispositivo gerador de aerossol 210 de acordo com uma terceira modalidade da presente invenção. O dispositivo gerador de aerossol 210 compreende uma seção de fonte de alimentação 212, uma seção geradora de aerossol 214 e um bocal 216.
[00157] Aseção de fonte de alimentação 212 compreende uma fonte de alimentação para fornecimento de energia elétrica aos componentes da seção geradora de aerossol 214. A seção geradora de aerossol 214 compreende um conector 218 para receber a seção de fonte de alimentação 212, o conector 218 incluindo um conector elétrico 220 para transferir energia elétrica da seção de fonte de alimentação 212 para a seção geradora de aerosso!| 214.
[00158] A seção geradora de aerossol 214 compreende um botão 222 para permitir que o usuário ligue e desligue o dispositivo gerador de aerossol 210 e um monitor eletrônico 224 para fornecer feedback visual a um usuário. O dispositivo gerador de aerossol 210 também compreende um compartimento 225 que define uma cavidade de dispositivo 226 na seção geradora de aerossol 214, a cavidade do dispositivo 226 para receber um artigo gerador de aerossol 228. Durante o uso, um artigo gerador de aerossol 228 é recebido dentro da cavidade do dispositivo 226, de modo que o dispositivo gerador de aerossol 210 e o artigo gerador de aerossol 228 juntos formem um sistema gerador de aerossol.
[00159] A Figura 5 mostra uma vista de corte transversal da seção geradora de aerossol 214 e do bocal 216. A seção geradora de aerossol 214 compreende ainda um controlador 229 disposto para fornecer energia elétrica da seção de fonte de alimentação 212 para componentes dentro da seção geradora de aerossol 214. A seção geradora de aerossol 214 também inclui duas entradas de fluxo de ar 230 e uma saída de fluxo de ar 232 em comunicação fluida entre si através da cavidade do dispositivo 226. Durante o uso, o aerossol gerado dentro da cavidade do dispositivo 226 é condicionado dentro do fluxo de ar através da cavidade do dispositivo 226 e sai da cavidade do dispositivo 226 através da saída de fluxo de ar 232. Uma passagem de fluxo de ar 234 na seção geradora de aerossol 214 transfere o fluxo de ar da saída de ar 232 para as câmaras de mistura 236 dentro do bocal
216. O fluxo de ar das câmaras de mistura 236 sai do bocal 216 através de uma saída do bocal 238 para entrega a um usuário.
[00160] A Figura6 mostra uma vista de corte transversal ampliada da cavidade do dispositivo 226. Posicionada dentro da cavidade do dispositivo 226 está uma primeira fonte de luz 240, uma segunda fonte de luz 242, um primeiro elemento de aquecimento 244 e um segundo elemento de aquecimento 246. Quando um artigo gerador de aerossol 228 é recebido dentro de uma fenda 247 dentro da cavidade do dispositivo 226, o artigo gerador de aerossol 228 é posicionado entre o primeiro e o segundo elementos de aquecimento 244, 246. A primeira e a segunda fontes de luz 240, 242 compreendem um diodo emissor de luz 248 e um difusor 250 sobreposto uma superfície do diodo emissor de luz 248.
[00161] A Figura 7 mostra uma vista em perspectiva do primeiro elemento de aquecimento 244. Embora apenas o primeiro elemento de aquecimento 244 seja descrito em detalhes, será apreciado que o segundo elemento de aquecimento 246 é idêntico ao primeiro elemento de aquecimento 244 na modalidade mostrada na Figura 6.
[00162] O primeiro elemento de aquecimento 244 compreende uma porção de aquecimento plana 252 e uma porção de suporte 254 na forma de uma margem de suporte que se estende sobre uma periferia da porção de aquecimento plana 252. A porção de suporte 254 compreende uma porção de fixação 256 que é recebida dentro do compartimento 225 do dispositivo gerador de aerossol 210 para montar o primeiro elemento de aquecimento 244 dentro da cavidade do dispositivo 225.
[00163] A Figura8 mostra uma vista de corte transversal através de parte da porção de aquecimento plana 252. A porção de aquecimento plana 252 compreende uma camada de substrato 258, uma camada termicamente condutora 260 posicionada em uma primeira superfície da camada de substrato 258 e uma camada de revestimento 262 posicionada em uma segunda superfície da camada de substrato 258. A camada de revestimento 262 compreende uma pluralidade de nanopartículas metálicas. O primeiro elemento de aquecimento 244 é disposto de modo que a camada de revestimento 262 esteja de frente para a primeira fonte de luz 240. Durante o uso, as nanopartículas metálicas da camada de revestimento 262 recebem luz da primeira fonte de luz 240 e geram calor por ressonância plasmônica de superfície. À camada termicamente condutora 260 facilita a transferência de calor gerado pela camada de revestimento 262 para o artigo gerador de aerossol 228 recebido dentro da cavidade do dispositivo 226. Será apreciado que a estrutura e a função do segundo elemento de aquecimento 246 e da segunda fonte de luz 242 são as mesmas que a estrutura descrita e função do primeiro elemento de aquecimento 244 e a primeira fonte de luz 240.
[00164] A porção de aquecimento plana 252 também compreende uma pluralidade de poros 264 que permitem que o ar flua através da porção de aquecimento plana 252. Portanto, como mostrado nas Figuras 5 e 6, durante o uso, o fluxo de ar entra no dispositivo gerador de aerossol 210 através das entradas de fluxo de ar 230, flui através da porção de aquecimento plana 252 do primeiro elemento de aquecimento 244 através do artigo gerador de aerossol 228, através da porção de aquecimento plana do segundo elemento de aquecimento 246 e para fora da cavidade do dispositivo 226 através da saída de fluxo de ar 232. O aerossol gerado pelo aquecimento do artigo gerador de aerossol 228 com o primeiro e segundo elementos de aquecimento 244, 246 é arrastado no fluxo de ar à medida que flui através do artigo gerador de aerossol 228. Na modalidade mostrada na Figura 6 as porções de suporte 254 do primeiro e do segundo elementos de aquecimento 244, 246 não são porosas para fluxo de ar direto através das porções de aquecimento planas 252.
[00165] A Figura 9 apresenta um arranjo alternativo da seção geradora de aerossol 212 do dispositivo gerador de aerossol 210. O arranjo alternativo mostrado na Figura 9 é semelhante ao arranjo mostrado na Figura 6 e numerais de referência semelhantes são usados para designar peças semelhantes.
[00166] O arranjo alternativo mostrado na Figura 9 difere na falta de entradas dedicadas de fluxo de ar à cavidade do dispositivo 226. Em vez disso, uma extremidade aberta 266 da cavidade do dispositivo 226 através da qual um artigo gerador de aerossol 228 pode ser inserido na cavidade do dispositivo 226 funciona como uma entrada de fluxo de ar. Como resultado do posicionamento diferente da entrada de fluxo de ar, o primeiro elemento de aquecimento 244 compreende uma porção de suporte 354 que é porosa. A porção de suporte porosa 354 permite que o fluxo de ar que entra na cavidade do dispositivo 226 flua para o espaço entre a primeira fonte de luz 240 e o primeiro elemento de aquecimento 244 para que o fluxo de ar possa fluir através das porções de aquecimento planas 252 do primeiro e do segundo elementos de aquecimento 244, 246 e do artigo gerador de aerossol 228 da mesma forma descrita com referência à Figura 6.
[00167] As Figuras 10 e 11 mostram um artigo gerador de aerossol 270 para uso com o dispositivo gerador de aerossol 210. O artigo gerador de aerossol 270 compreende uma camada base 272 que define uma cavidade de substrato 274 que se estende através da camada base
272. Um substrato formador de aerossol 276 compreendendo tabaco é posicionado dentro da cavidade do substrato 274. Uma primeira camada de cobertura porosa 278 se sobrepõe a um primeiro lado da camada base 272 e uma segunda camada de cobertura porosa 280 se sobrepõe a um segundo lado da camada base 272. A primeira e a segunda camadas de cobertura porosa 278, 280 são fixadas à camada base 272 de modo que o substrato formador de aerossol 276 esteja posicionado entre a primeira e a segunda camadas de cobertura porosa 278, 280 e seja retido dentro da cavidade do substrato 274. Durante o uso do artigo gerador de aerossol 270 com o dispositivo gerador de aerossol 210, o primeiro e o segundo elementos de aquecimento 244, 246 aquecem o substrato formador de aerossol 276 para gerar um aerossol. O fluxo de ar da porção de aquecimento plana 252 do primeiro elemento de aquecimento 244 para a porção de aquecimento plana do segundo elemento de aquecimento 246 flui através da primeira e da segunda camadas de cobertura porosa 278, 280 e através do substrato formador de aerossol 276 para se entranhar no aerossol| gerado dentro do fluxo de ar.
[00168] A Figura 12 mostra um artigo gerador de aerossol alternativo 370 para uso com o dispositivo gerador de aerossol 210. O artigo gerador de aerossol alternativo 370, é semelhante ao artigo gerador de aerossol 270 e numerais de referência semelhantes designam peças semelhantes.
[00169] O artigo gerador de aerossol 370 compreende uma camada base 272 que define uma pluralidade de cavidades de substrato 274. Um primeiro substrato formador de aerossol 376 compreende um aromatizador e é posicionado dentro de uma primeira cavidade de substrato 274. Um segundo substrato formador de aerossol 377 que compreende um líquido contendo nicotina fornecido em um material transportador é posicionado dentro de uma segunda cavidade de substrato 274. Um terceiro substrato formador de aerossol 379 que compreende um formador de aerossol está posicionado dentro de uma terceira cavidade de substrato 274. Durante o uso, o aerossol gerado pelo primeiro, segundo e terceiro substratos formadores de aerossol 376, 377, 379 é arrastado no fluxo de ar que flui através do artigo gerador de aerossol 370. Os diferentes aerossóis são misturados dentro da saída de fluxo de ar 232, da passagem de fluxo de ar 234 e das câmaras de mistura 236 para entrega a um usuário como um aerossol combinado.
[00170] Vantajosamente, a geração de calor por ressonância plasmônica de superfície pode proporcionar um aquecimento mais localizado quando comparada a outros métodos de geração de calor, como o aquecimento resistivo. Portanto, vantajosamente, o dispositivo gerador de aerossol 210 pode ser adaptado para permitir o aquecimento local e seletivo do primeiro, segundo e terceiro substratos formadores de aerossol 376, 377, 3/9. Por exemplo, o dispositivo gerador de aerossol pode ser adaptado de modo que pelo menos uma dentre a primeira fonte de luz 240 e a segunda fonte de luz 242 compreendem uma matriz de LEDs. Um ou mais primeiros LEDs da matriz de LEDs podem corresponder a uma primeira área da porção de aquecimento plana 252 correspondente ao primeiro substrato formador de aerossol
376. Um ou mais LEDs segundos da matriz de LEDs podem corresponder a uma segunda área da porção de aquecimento plana 252 correspondente ao segundo substrato formador de aerossol 377. Um ou mais terceiros LEDs da matriz de LEDs podem corresponder a uma terceira área da porção de aquecimento plana 252 correspondente ao terceiro substrato formador de aerossol 379. O controlador 229 pode ser configurado para fornecer seletivamente energia para os primeiros LEDs, segundos LEDs, terceiros LEDs e suas combinações, em resposta a uma entrada de usuário recebida de um dispositivo de entrada do usuário, como o botão 222. Usando o botão 222, o usuário pode variar a razão do primeiro, segundo e terceiro substratos formadores de aerossol aerossolizados 376, 377, 379. Em resposta à entrada do usuário, o controlador 229 pode variar uma saída de luz total para cada um dos primeiros, segundos e terceiros LEDs para fornecer o aquecimento necessário do primeiro, segundo e terceiro substratos formadores de aerossol 376, 377, 379 que geram a razão de aerossol desejada. Vantajosamente, uma vez que o aquecimento por ressonância plasmônica de superfície é rápido quando comparado a outros mecanismos de aquecimento, como o aquecimento resistivo, o dispositivo gerador de aerossol 210 pode modificar o aerossol gerado em tempo real em resposta às entradas do usuário.
[00171] —Porexemplo, um usuário pode usar o botão 222 para solicitar uma quantidade aumentada de aromatizante no aerossol distribuído. Em resposta, o controlador 229 pode aumentar a fonte de energia para os primeiros LEDs para aumentar o aquecimento da primeira área da porção de aquecimento plana 252, o que aumenta o aquecimento do primeiro substrato formador de aerossol 376.
[00172] Em outro exemplo, um usuário pode usar o botão 222 para solicitar uma quantidade reduzida de aromatizante e uma quantidade aumentada de nicotina. Em resposta, o controlador 229 pode diminuir um fornecimento de energia para os primeiros LEDs para diminuir o aquecimento da primeira área da porção de aquecimento plana 252 e diminuir o aquecimento do primeiro substrato formador de aerossol 376 e aumentar o fornecimento de energia para os segundos LEDs para aumentar o aquecimento da segunda área da porção de aquecimento plana 252 e aumentar o aquecimento do segundo substrato formador de aerossol 377.
[00173] Para simplificar a interação do usuário com o dispositivo gerador de aerossol 210, o botão 222 pode ser complementado ou substituído por um tipo diferente de dispositivo de entrada de usuário,
tal como uma tela sensível ao toque.
[00174] Como pode ser observado na Figura 13, o dispositivo gerador de aerossol 400 de uma quarta modalidade da invenção compreende um corpo principal 410 e um elemento de aquecimento
420. O corpo principal 410 tem uma cavidade 440 disposta em uma extremidade. A cavidade 440 está disposta para receber o elemento de aquecimento 420 e um artigo gerador de aerossol| 430, que compreende um substrato formador de aerossol substancialmente cilíndrico 432.
[00175] A cavidade tem uma parede lateral cilíndrica 442, que se estende de uma abertura 443 na superfície externa do corpo principal 410 do dispositivo 400 até uma parede base da cavidade 444. Uma abertura também é fornecida em torno da periferia da parede base da cavidade 444. Isso pode permitir que o aerosso!| flua para uma saída de ar 464 do dispositivo ao longo de uma passagem 466. A saída 464 é fornecida em um bocal 412 do dispositivo.
[00176] A parede base da cavidade 444 compreende ainda uma fonte de luz do dispositivo 450, na forma de uma pluralidade de diodos emissores de luz (LEDs). A fonte de luz do dispositivo 450 está disposta para receber energia elétrica de uma fonte de alimentação 470 dentro do corpo principal 410, na forma de uma bateria de íons de lítio. Um controlador 480 também é fornecido dentro do corpo principal 410 do dispositivo para controlar o fornecimento de energia elétrica para a fonte de luz 450.
[00177] Como melhor observado na Figura 15, o elemento de aquecimento 420 compreende um corpo alongado 422 com uma primeira extremidade 423a e uma segunda extremidade 423b, com uma parede substancialmente cilíndrica 424 que se estende da primeira extremidade 423a até a segunda extremidade 423b. A parede 424 do corpo alongado 422 define uma câmara de luz 425 dentro do elemento de aquecimento 420. A câmara de luz 425 pode receber luz ambiente na primeira extremidade da câmara de luz 425, através de um primeiro elemento óptico 427 na primeira extremidade da câmara de luz e um componente óptico 428 ligado e se estendendo a partir da primeira extremidade 423a do corpo alongado 422.
[00178] O componente óptico 428 está na forma de uma estrutura com bulbos composta por vidro. O componente óptico 428 funciona para aumentar a quantidade de luz ambiente que pode ser recebida através da primeira extremidade 423a do corpo alongado 422.
[00179] O primeiro elemento óptico 427 fornece transmissão de luz unidirecional, permitindo que a luz ambiente entre na câmara de luz 425 através da primeira extremidade 423a, mas impedindo que a luz escape da câmara de luz 425 através da primeira extremidade, por meio de reflexão ou adsorção. Particularmente, o primeiro elemento óptico 427 pode ser um substrato de vidro com um revestimento metálico, o que reflete qualquer incidência de luz na superfície do elemento 427 voltado para a câmara de luz 425.
[00180] A segunda extremidade 423b do elemento de aquecimento está aberta ou tem uma parede transversal transparente, de modo que a luz possa entrar na câmara de luz 425 através da segunda extremidade 423b. Como será explicado em mais detalhes abaixo com relação à Figura 14, tal luz pode se originar da fonte de luz do dispositivo 450 no corpo principal 410 do dispositivo, quando o elemento de aquecimento 420 é inserido na cavidade 440.
[00181] A superfície interna da parede 424 do corpo alongado 422 do elemento de aquecimento 420 compreende uma ou mais porções com um revestimento compreendendo uma pluralidade de nanopartículas metálicas. Quando a luz estiver incidente sobre a pluralidade de nanopartículas metálicas, o calor será gerado pela ressonância plasmônica de superfície das nanopartículas metálicas. Esse calor pode ser usado para aquecer o substrato formador de aerossol 432 do artigo gerador de aerossol 430, quando o elemento de aquecimento 420 estiver adjacente ao artigo 430.
[00182] A câmara de luz 425 do elemento de aquecimento 420 contém um segundo elemento óptico 426, que na primeira modalidade, está na forma de uma estrutura em forma cônica, tendo sua extremidade mais larga na segunda extremidade 423b do corpo alongado 422. O segundo elemento óptico é organizado para redirecionar a luz para a superfície interna da parede 424, e mais especificamente, para a pluralidade de nanopartículas metálicas na parede 424. O segundo elemento óptico 426 divide a câmara de luz 425 em duas seções; uma primeira seção e uma segunda seção. Um revestimento reflexivo é fornecido no segundo elemento óptico 426, de modo que a luz ambiente, que é recebida através da primeira extremidade 423a e que é incidente no elemento óptico 426, é refletida em direção à superfície interna da parede 424. Isso ajuda a garantir que a luz recebida através da primeira extremidade 423a da câmara de luz não seja perdida através da segunda extremidade da câmara de luz. Além disso, a luz recebida através da segunda extremidade 423b da câmara de luz 425 pode passar através do segundo elemento óptico 426 para a primeira seção da câmara óptica 425 e é preferencialmente desviada para a superfície interna da parede 424 em virtude da forma cônica do segundo elemento óptico 426. Uma vez que a luz está na primeira seção da câmara de luz 425, ela é substancialmente impedida de escapar da primeira seção da câmara de luz 425 em virtude do revestimento reflexivo no primeiro elemento óptico 427 e do revestimento reflexivo no segundo elemento óptico 426. Isso ajuda a aumentar a quantidade de luz que é recebida pela pluralidade de nanopartículas metálicas na superfície interna da parede 424.
[00183] O elemento de aquecimento 420 também compreende um flange 429 que se estende lateralmente a partir da primeira extremidade do corpo alongado 422. Como mostrado na Figura 14, o flange é disposto para cobrir uma região periférica da abertura 443 da cavidade 440, quando o elemento de aquecimento 420 for disposto dentro da cavidade 440. O flange inclui uma ou mais aberturas, que atuam como entradas de ar 462. Isso permitem que o ar flua para dentro da cavidade 440 quando o dispositivo 400 estiver em uso.
[00184] “Como melhor observado na Figura 14, quando o dispositivo 400 for usado, o elemento de aquecimento 420 será inserido na cavidade 440 do corpo principal 410. Disposto ao redor do exterior do elemento de aquecimento 420 está o artigo gerador de aerosso| 430 que compreende o substrato formador de aerossol 432. A segunda extremidade 423b do corpo alongado 422 se encosta na base 444 da cavidade 440 e o flange 429 repousa em cima de uma borda do compartimento do corpo principal 410, cuja borda define a abertura 443 da cavidade 444. A fonte de luz do dispositivo 450 está disposta para emitir luz na câmara de luz 425 através da segunda extremidade 423b do corpo alongado 422 do elemento de aquecimento 420. Quando na condição montada mostrada na Figura 14, um trajeto de fluxo de ar se estende desde a entrada de ar 462 no flange 429 do elemento de aquecimento 420 até a saída de ar 464 no bocal 412 do corpo principal do dispositivo 410. O trajeto de fluxo de ar se estende: a partir da entrada de ar 462; ao longo de um espaço anular definido entre a superfície externa da parede 424 do corpo alongado 420 e a superfície interna da parede lateral da cavidade 442; através de uma abertura 446 na parede base 444 da cavidade 440; e ao longo da passagem 466, que compreende uma porção venturi 465, até chegar à saída de ar 464.
[00185] O substrato formador de aerossol 432 do artigo gerador de aerossol 430 pode ser aquecido pela parede 424 do elemento de aquecimento 420, de modo que um aerossol é formado à medida que o ar passa pelo espaço em que o artigo gerador de aerossol 430 é disposto. O calor pode ser criado na parede 424 do elemento de aquecimento 420 por meio de ressonância plasmônica de superfície, que ocorre quando a luz é incidente na pluralidade de nanopartículas metálicas dispostas na superfície interna da parede 424. O calor pode ser gerado unicamente por meio da luz ambiente sendo recebida através da primeira extremidade do elemento de aquecimento 420. Alternativamente, o calor pode ser gerado por meio de uma combinação de luz ambiente sendo recebida através da primeira extremidade do elemento de aquecimento 420 e da luz recebida da fonte de luz do dispositivo 450 até a segunda extremidade do elemento de aquecimento
420. A luz da fonte de luz 450 pode ser iniciada pelo controlador 480 emitindo um comando para a fonte de alimentação elétrica 470 para fornecer energia elétrica à fonte de luz 450.
Claims (19)
1. Dispositivo gerador de aerossol para aquecer um substrato formador de aerossol, caracterizado pelo fato de que o dispositivo gerador de aerossol compreende: um elemento de aquecimento disposto para aquecer um substrato formador de aerossol quando o substrato formador de aerossol é recebido pelo dispositivo gerador de aerossol, em que o elemento de aquecimento compreende uma pluralidade de nanopartículas metálicas dispostas para receber luz de uma fonte de luz e gerar calor por ressonância plasmônica de superfície.
2. Dispositivo gerador de aerossol, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda uma fonte de luz, em que o elemento de aquecimento é disposto para receber luz da fonte de luz e gerar calor por ressonância plasmônica de superfície.
3. Dispositivo gerador de aerossol, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a fonte de luz é configurada para emitir luz compreendendo pelo menos um comprimento de onda entre 380 nanômetros e 700 nanômetros.
4. Dispositivo gerador de aerossol, de acordo com a reivindicação 2 ou 3, caracterizado pelo fato de que a fonte de luz é configurada para um comprimento de onda de emissão de pico entre 495 nanômetros e 580 nanômetros.
5. Dispositivo gerador de aerossol, de acordo com a reivindicação 2, 3 ou 4, caracterizado pelo fato de que a fonte de luz compreende pelo menos um dentre um diodo emissor de luz e um laser.
6. Dispositivo gerador de aerossol, de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a 5, caracterizado pelo fato de que a fonte de luz compreende uma pluralidade de fontes de luz e em que pelo menos uma das fontes de luz é disposta a irradiar apenas uma porção da pluralidade de nanopartículas metálicas.
7. Dispositivo gerador de aerossol, de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a 6, caracterizado pelo fato de que compreende ainda: uma fonte de alimentação elétrica; e um controlador configurado para controlar uma fonte de energia elétrica a partir da fonte de alimentação elétrica para a fonte de luz.
8. Dispositivo gerador de aerossol, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que a pluralidade de nanopartículas metálicas compreende pelo menos um dentre ouro, prata, platina e cobre.
9. Dispositivo gerador de aerossol, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que a pluralidade de nanopartículas metálicas compreende um diâmetro máximo médio de número inferior a 150 nanômetros.
10. Dispositivo gerador de aerossol, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que o elemento de aquecimento compreende uma camada de substrato e uma camada de revestimento em pelo menos uma porção da camada de substrato, em que a camada de revestimento compreende a pluralidade de nanopartículas metálicas.
11. Dispositivo gerador de aerossol, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que a camada de revestimento é posicionada em uma primeira superfície da camada de substrato e em que a primeira superfície da camada de substrato compreende pelo menos uma pluralidade de saliências e uma pluralidade de depressões.
12. Dispositivo gerador de aerossol, de acordo com a reivindicação 10 ou 11, caracterizado pelo fato de que a camada de revestimento compreende uma pluralidade de áreas distintas de nanopartículas metálicas, em que a pluralidade de áreas distintas são separadas umas das outras na camada de substrato.
13. Dispositivo gerador de aerossol, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizado pelo fato de que o elemento de aquecimento é organizado para receber um fornecimento de energia elétrica para aquecer resistivamente o elemento de aquecimento.
14. Dispositivo gerador de aerossol, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 13, caracterizado pelo fato de que pelo menos uma porção do elemento de aquecimento é porosa.
15. Dispositivo gerador de aerossol, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 14, caracterizado pelo fato de que compreende uma cavidade para receber pelo menos parte de um substrato formador de aerossol.
16. Dispositivo gerador de aerossol, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que o elemento de aquecimento define pelo menos parcialmente a cavidade de modo que, quando um substrato formador de aerossol for recebido dentro da cavidade, pelo menos parte do substrato formador de aerossol é recebido adjacente ao elemento de aquecimento.
17. Dispositivo gerador de aerossol, de acordo com a reivindicação 15 ou 16, caracterizado pelo fato de que pelo menos parte do elemento de aquecimento se estende até a cavidade.
18. Dispositivo gerador de aerossol, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 17, caracterizado pelo fato de que compreende: uma porção de armazenamento e um substrato formador de aerossol disposto dentro da porção de armazenamento.
19. Sistema gerador de aerossol caracterizado pelo fato de que compreende:
um dispositivo gerador de aerossol como definido em qualquer uma das reivindicações precedentes e um artigo gerador de aerossol compreendendo um substrato formador de aerossol, em que o dispositivo gerador de aerossol é configurado para receber pelo menos uma porção do artigo gerador de aerossol.
NX 16
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