BR112020019791A2

BR112020019791A2 - Conjunto aquecedor tendo elemento aquecedor isolado do fornecimento de líquido

Info

Publication number: BR112020019791A2
Application number: BR112020019791-2A
Authority: BR
Inventors: Oleg Mironov; Jerome Christian Courbat; Enrico Stura
Original assignee: Philip Morris Products S.A.
Priority date: 2018-04-26
Filing date: 2019-04-24
Publication date: 2021-01-05
Also published as: JP2024019201A; KR20210006342A; CN111936000B; EP3784073B1; US11957172B2; US20210186104A1; CN111936000A; EP3784073A1; JP7391876B2; WO2019206985A1; JP2021523697A; US20240215643A1

Abstract

conjunto aquecedor tendo elemento aquecedor isolado do fornecimento de líquido. a presente invenção refere-se a um conjunto de vaporizador para um dispositivo gerador de aerossol operado eletricamente que compreende: um elemento de aquecimento permeável a fluido geralmente plano (135) tendo um primeiro lado e um segundo lado oposto ao primeiro lado e um meio de transporte de líquido (136), o meio de transporte de líquido tendo um primeiro lado em contato com o segundo lado do elemento de aquecimento e um segundo lado oposto ao primeiro lado. o elemento de aquecimento se estende sobre uma primeira área do primeiro lado do meio de transporte de líquido. um canal de fornecimento de líquido (138) tendo uma primeira extremidade está em contato com o segundo lado do meio de transporte de líquido e se estende por apenas uma segunda área do segundo lado do meio de transporte de líquido, em que a segunda área é menor do que a primeira área. o meio de transporte de líquido está disposto para transportar líquido do canal de fornecimento de líquido para a primeira área do segundo lado do elemento de aquecimento. ter o canal de fornecimento de líquido se estendendo por uma área relativamente pequena do meio de transporte de líquido em comparação com o elemento de aquecimento tem a vantagem de apenas uma pequena proporção do calor gerado pelo aquecedor ser transferido para o líquido no canal de fornecimento de líquido. isso proporciona boa eficiência de aquecimento para o conjunto do vaporizador.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "CONJUNTO AQUECEDOR TENDO ELEMENTO AQUECEDOR ISOLADO DO FORNECIMENTO DE LÍQUIDO".

[001] A presente invenção refere-se a dispositivos geradores de aerossol que aquecem um substrato líquido para formar um aerossol. Em particular, a invenção se refere a dispositivos geradores de aerossol portáteis que produzem um aerossol para inalação do usuário.

[002] Os sistemas geradores de aerossol portáteis que produzem um aerossol para inalação a partir de um substrato líquido estão se tornando mais amplamente usados, tanto no campo de inaladores médicos para distribuição de fármacos quanto no campo de produtos tabagistas que são alternativas aos cigarros, como cigarros eletrônicos.

[003] Em um cigarro eletrônico, o aerossol é normalmente formado por aquecimento de um substrato de formação de aerossol líquido. O líquido é mantido em um reservatório de armazenamento de líquido e entregue a um elemento de aquecimento por um material ou pavio capilar que se estende entre o reservatório e o elemento de aquecimento. Um material de alta retenção (HRM) pode ser colocado em contato com o elemento de aquecimento para reter o líquido próximo ao elemento de aquecimento.

[004] Em uma configuração, um aquecedor de malha é simplesmente colocado sobre um HRM contendo um substrato de formação de aerossol líquido. O aquecedor de malha faz parte de uma passagem de fluxo de ar através da qual um usuário pode aspirar o vapor. O elemento de aquecimento é ativado em resposta a uma tragada do usuário no dispositivo. Quando o elemento de aquecimento é ativado, o líquido no HRM próximo ao elemento de aquecimento é vaporizado e retirado do elemento de aquecimento pela tragada do usuário. Mais líquido é então puxado para o HRM do reservatório de armazenamento de líquido. A função do HRM ou do pavio capilar é garantir que uma quantidade adequada de líquido esteja próxima ao elemento de aquecimento, qualquer que seja a orientação do sistema em relação à gravidade. Portanto, para cada inalação do usuário, uma quantidade suficiente de líquido é vaporizada e, subsequentemente, forma um aerossol. O elemento de aquecimento e o reservatório de armazenamento de líquido são normalmente fornecidos juntos como um cartucho descartável. Esta disposição tem a vantagem de ser simples de fabricar e ser robusta. Um exemplo deste tipo de arranjo é descrito em WO2015117700A1.

[005] Um problema com este tipo de sistema é a eficiência de aquecimento. O calor é transferido não apenas para o líquido que se deseja vaporizar, mas também, em um grau significativo, para o resto do líquido no reservatório de armazenamento de líquido, que não precisa ser vaporizado durante a tragada do usuário. A massa térmica do resto do e-líquido, que é aquecida por condução e convecção pelo e-líquido a ser vaporizado, cria perdas de calor na área do aquecedor e, portanto, cria a necessidade de energia extra. Em dispositivos portáteis que são normalmente alimentados por bateria, é particularmente importante melhorar a eficiência do aquecimento e, assim, reduzir a necessidade de recarregar ou substituir as baterias com frequência e permitir que baterias de fator de forma pequeno sejam usadas.

[006] Seria desejável resolver ou diminuir a importância desta questão.

[007] Em um primeiro aspecto, é fornecido um conjunto de vaporizador para um dispositivo gerador de aerossol operado eletricamente que compreende:

um elemento de aquecimento permeável a fluido geralmente plano tendo um primeiro lado e um segundo lado oposto ao primeiro lado; um meio de transporte de líquido, o meio de transporte de líquido tendo um primeiro lado em contato com o segundo lado do elemento de aquecimento e um segundo lado oposto ao primeiro lado, o elemento de aquecimento se estendendo sobre uma primeira área do primeiro lado do meio de transporte de líquido; e um canal de fornecimento de líquido tendo uma primeira extremidade em contato com o segundo lado do meio de transporte de líquido e se estendendo sobre apenas uma segunda área do segundo lado do meio de transporte de líquido, em que a segunda área é menor do que a primeira área; em que o meio de transporte de líquido está disposto para transportar líquido do canal de fornecimento de líquido para a primeira área do segundo lado do elemento de aquecimento.

[008] Ter o canal de fornecimento de líquido se estendendo por uma área relativamente pequena do meio de transporte de líquido em comparação com o elemento de aquecimento tem a vantagem de apenas uma pequena proporção do calor gerado pelo aquecedor ser transferido para o líquido no canal de fornecimento de líquido. Isto proporciona uma boa eficiência de aquecimento para o conjunto do vaporizador, em que menos calor é transferido para longe do meio de transporte de líquido em comparação com a disposição da técnica anterior descrita acima. A segunda área pode ser inferior a 50% da primeira área e, preferencialmente, inferior a 30% da primeira área.

[009] O meio de transporte de líquido vantajosamente cobre todo o elemento de aquecimento. Isso maximiza a geração de aerossol para uma determinada potência de entrada. Também evita pontos quentes na borda do material de transporte. Os pontos quentes podem levar à geração de compostos químicos indesejáveis.

[0010] O meio de transporte de líquido pode ter uma estrutura capilar disposta para transportar líquido paralelamente ao segundo lado do elemento de aquecimento. Isso permite que o líquido seja efetivamente transportado por todo o elemento de aquecimento. Nos sistemas da técnica anterior, existe o potencial para a formação de bolhas no HRM ou no pavio capilar, o que afeta a transferência correta de líquido do reservatório de armazenamento de líquido para o elemento de aquecimento. Com a disposição da presente invenção, o potencial para a formação de bolhas no canal de fornecimento de líquido é reduzido. O meio de transporte de líquido pode ser relativamente fino, de modo que o vapor formado no transporte de líquido pode escapar facilmente e é improvável que volte para o canal de fornecimento de líquido.

[0011] A espessura do meio de transporte de líquido entre o primeiro e o segundo lados do meio de transporte de líquido pode estar entre 1 mm e 5 mm. O meio de transporte de líquido pode ter uma área entre 50 mm2 e 500mm2.

[0012] O conjunto de vaporizador pode ser usado para gerar vapor ou aerossol para inalação por um usuário, por exemplo, em um sistema tabagista elétrico. A construção e operação do conjunto de vaporizador podem ser tais que todo o líquido que é retido no meio de transporte de líquido pode ser vaporizado em uma única tragada do usuário. O líquido que é subsequentemente puxado para o meio de transporte de líquido para substituir o líquido vaporizado é vaporizado em uma tragada subsequente. Por seleção apropriada das dimensões do meio de transporte de líquido, uma quantidade desejada e consistente de vapor pode ser produzida durante cada tragada do usuário.

[0013] O conjunto de vaporizador pode compreender um alojamento, o elemento de aquecimento e o meio de transporte de líquido sendo retidos no alojamento, em que o alojamento encaixa ou é parte integrante do canal de fornecimento de líquido. Com esta disposição, o elemento de aquecimento e o meio de transporte de líquido podem ser mantidos juntos e alinhados um com o outro.

[0014] A fim de permitir que o vapor escape do conjunto do vaporizador, o elemento de aquecimento é permeável aos fluidos. Permeável a fluidos, neste contexto, significa que o vapor pode escapar do meio de transporte de líquido através do plano do elemento de aquecimento. Para permitir isso, o elemento de aquecimento pode compreender aberturas ou poros através dos quais o vapor pode passar. Por exemplo, o elemento de aquecimento pode compreender uma malha ou tecido de filamentos eletricamente resistivos. Alternativamente, ou adicionalmente, o elemento de aquecimento pode compreender uma folha com orifícios ou ranhuras.

[0015] O elemento de aquecimento pode ser um elemento de aquecimento resistivo, que é fornecido diretamente com uma corrente elétrica em uso.

[0016] O elemento de aquecimento resistivo pode compreender uma pluralidade de interstícios ou aberturas que se estendem do segundo lado para o primeiro lado e através dos quais o fluido pode passar.

[0017] O elemento de aquecimento resistivo pode compreender uma pluralidade de filamentos eletricamente condutores. O termo "filamento" é usado em todo o relatório descritivo para se referir a uma trajetória elétrica entre dois contatos elétricos. Um filamento pode se ramificar arbitrariamente e divergir em várias trajetórias ou filamentos, respectivamente ou pode convergir de várias trajetórias elétricas para uma trajetória. Um filamento pode ser redondo, quadrado, plano ou qualquer outra forma transversal. Um filamento pode estar disposto de maneira reta ou curva.

[0018] O elemento de aquecimento resistivo pode ser uma matriz de filamentos, por exemplo dispostos paralelamente uns aos outros. Preferencialmente, os filamentos podem formar uma malha. A malha pode ser tecida ou não tecida. A malha pode ser formada usando diferentes tipos de tecido ou estruturas de treliça. Alternativamente, o elemento de aquecimento resistivo consiste em uma matriz de filamentos ou um tecido de filamentos.

[0019] Os filamentos podem definir interstícios entre os filamentos e os interstícios podem ter uma largura entre 10 micrômetros e 100 micrômetros. Preferencialmente, os filamentos dão origem à ação capilar nos interstícios, de modo que, durante o uso, o líquido a ser vaporizado seja extraído até os interstícios, aumentando a área de contato entre o elemento de aquecimento e o substrato formador de aerossol líquido.

[0020] Os filamentos podem formar uma malha de tamanho entre 60 e 240 filamentos por centímetro (+/- 10 por cento). Preferencialmente, a densidade da malha está entre 100 e 140 filamentos por centímetro (+/-10 por cento). Mais preferencialmente, a densidade de malha é de aproximadamente 115 filamentos por centímetro. A largura dos interstícios pode estar entre 100 micrômetros e 25 micrômetros, preferencialmente entre 80 micrômetros e 70 micrômetros, mais preferencialmente aproximadamente 74 micrômetros. A porcentagem da área aberta da malha, que é a razão entre a área dos interstícios e a área total da malha, pode estar entre 40 por cento e 90 por cento, preferencialmente entre 85 por cento e 80 por cento, mais preferencialmente aproximadamente 82 por cento.

[0021] Os filamentos podem ter um diâmetro entre 8 micrômetros e 100 micrômetros, preferencialmente entre 10 micrômetros e 50 micrômetros, mais preferencialmente entre 12 micrômetros e 25 micrômetros e mais preferencialmente aproximadamente 16 micrômetros. Os filamentos podem ter uma seção transversal redonda ou podem ter uma seção transversal achatada.

[0022] A área dos filamentos pode ser pequena, por exemplo, menor ou igual a 50 milímetros quadrados, menor ou igual a 25 milímetros quadrados, mais preferencialmente aproximadamente 15 milímetros quadrados. O tamanho é escolhido de tal forma a incorporar o elemento de aquecimento em um sistema portátil. O elemento de aquecimento pode, por exemplo, ser retangular e ter um comprimento entre 2 milímetros a 10 milímetros e uma largura entre 2 milímetros e 10 milímetros.

[0023] Os filamentos do elemento de aquecimento podem ser formados de qualquer material com propriedades elétricas adequadas. Os materiais adequados incluem, mas não estão limitados a: semicondutores, como cerâmicas dopadas, cerâmicas eletricamente "condutoras" (como dissiliceto de molibdênio), carbono, grafite, metais, ligas metálicas e materiais compostos feitos de um material cerâmico e de um material metálico. Tais materiais compostos podem compreender cerâmicas dopadas ou não dopadas. Exemplos de cerâmicas dopadas adequadas incluem carbonetos de silício dopados. Exemplos de metais adequados incluem titânio, zircônio, tântalo e metais do grupo da platina.

[0024] Exemplos de ligas metálicas adequadas incluem aço inoxidável, constantan, ligas contendo níquel, cobalto, cromo, alumínio, titânio, zircônio, háfnio, nióbio, molibdênio, tântalo, tungstênio, estanho, gálio, manganês e ferro, e superligas à base de níquel, ferro, cobalto, aço inoxidável, Timetal®, ligas à base de ferro e alumínio e ligas à base de ferro, manganês e alumínio. Timetal® é uma marca registrada da Titanium Metals Corporation. Os filamentos podem ser revestidos com um ou mais isolantes. Os materiais preferenciais para os filamentos eletricamente condutores são aço inoxidável e grafite, mais preferencialmente aço inoxidável da série 300, como AISI 304, 316, 304L, 316L. Além disso, o elemento de aquecimento eletricamente condutor pode compreender combinações dos materiais acima. Uma combinação de materiais pode ser usada para melhorar o controle da resistência do elemento de aquecimento substancialmente plano. Por exemplo, materiais com uma resistência intrínseca elevada podem ser combinados com materiais com uma resistência intrínseca baixa. Isto pode ser vantajoso se um dos materiais for mais benéfico a partir de outras perspectivas, por exemplo, preço, usinabilidade ou outros parâmetros físicos e químicos. Vantajosamente, um arranjo de filamentos substancialmente plano com resistência acentuada reduz as perdas parasitas. Vantajosamente, os aquecedores de alta resistividade permitem um uso mais eficiente da energia de bateria.

[0025] Preferencialmente, os filamentos são feitos de fio. Mais preferivelmente, o fio é feito do metal, sendo o mais preferencial feito do aço inoxidável.

[0026] A resistência elétrica dos filamentos do elemento de aquecimento pode ser entre 0,3 Ohms e 4 Ohms. Preferencialmente, a resistência elétrica é igual ou maior que 0,5 Ohms. Mais preferencialmente, a resistência elétrica do elemento de aquecimento está entre 0,6 Ohms e 0,8 Ohms e mais preferencialmente cerca de 0,68 Ohms.

[0027] Alternativamente, o elemento de aquecimento pode incluir uma placa de aquecimento em que uma matriz de aberturas é formada. As aberturas podem ser formadas por gravura ou usinagem, por exemplo. A placa pode ser formada de qualquer material com propriedades elétricas adequadas, tal como os materiais descritos acima com relação aos filamentos de um elemento de aquecimento.

[0028] O elemento de aquecimento pode ser um elemento susceptor. Conforme usado neste documento, um "elemento susceptor" significa um elemento condutor que aquece quando submetido a uma mudança do campo magnético. Isto pode ser o resultado das correntes de Foucault induzidas no elemento susceptor e/ou das perdas por histerese. Vantajosamente, o elemento susceptor é um elemento de ferrita. O material e a geometria do elemento susceptor podem ser escolhidos para fornecer uma resistência elétrica e uma geração de calor desejadas.

[0029] O elemento susceptor pode ser um elemento susceptor de malha de ferrite. Alternativamente, o elemento susceptor pode ser um elemento susceptor ferroso.

[0030] O elemento susceptor pode incluir uma malha. Conforme usado neste documento, o termo "malha" abrange grades e matrizes de filamentos tendo espaços entre os mesmos e pode incluir telas tecidas e não tecidas.

[0031] A malha pode compreender uma pluralidade de filamentos de ferrita ou ferrosos. Os filamentos podem definir os interstícios entre os filamentos e os interstícios podem ter uma largura entre 10 µm e 100 µm. Preferencialmente, os filamentos dão origem à ação capilar nos interstícios para que, quando em uso, o líquido a ser vaporizado seja tragado nos interstícios, aumentando a área de contato entre o elemento susceptor e o líquido.

[0032] Os filamentos podem formar uma malha de tamanho entre 160 e 600 Mesh US (+/-10%) (isto é, entre 160 e 600 filamentos por polegada (+/-10%)). A largura dos interstícios é preferencialmente entre 75 µm e 25 µm. A porcentagem da área aberta da malha, que é a razão da área dos interstícios até a área total da malha, está preferencialmente entre 25% e 56%. A malha pode ser formada usando diferentes tipos de tecido ou estruturas de treliça. Alternativamente, os filamentos consistem em uma matriz de filamentos dispostos paralelamente entre si.

[0033] Os filamentos podem ter um diâmetro entre 8 µm e 100 µm, de preferência entre 8 µm e 50 µm e mais preferencialmente entre 8 µm e 40 µm.

[0034] A área da malha pode ser pequena, preferencialmente menor ou igual a 500 mm2, permitindo que seja incorporada a um sistema portátil. A malha pode, por exemplo, ser retangular e ter dimensões de 15 mm por 20 mm.

[0035] Vantajosamente, o elemento susceptor tem uma permeabilidade relativa entre 1 e 40000. Embora uma dependência das correntes de Foucault para a maioria do aquecimento seja desejável, um material de baixa permeabilidade pode ser usado e quando os efeitos de histerese quando são desejados, um material com maior permeabilidade pode ser utilizado. Preferencialmente, o material tem uma permeabilidade relativa entre 500 e 40000. Isto fornece um aquecimento eficiente.

[0036] O alojamento também pode ser permeável ao vapor para permitir o escape do vapor. O alojamento pode ser permeável ao vapor adjacente ao segundo lado do meio de transporte de líquido. Isso permite que o vapor escape de lados opostos do material de transporte de fluido, reduzindo ainda mais a probabilidade de bolhas serem presas e interferir no transporte de líquido.

[0037] O conjunto vaporizador pode compreender um material de retenção de líquido na conduta de fornecimento de líquido. Isto pode assegurar o fornecimento de líquido ao meio de transporte de líquido qualquer que seja a orientação do conjunto vaporizador em relação à gravidade. O material de retenção de líquido é preferencialmente diferente do meio de transporte de líquido. O canal de fornecimento de líquido pode compreender um ou mais tubos capilares.

[0038] O canal de fornecimento de líquido pode se estender geralmente ortogonal ao primeiro lado do elemento de aquecimento. Isso maximiza a distância entre o elemento de aquecimento e uma segunda extremidade do canal de fornecimento de líquido. Em uso, a segunda extremidade do canal de fornecimento de líquido pode ser adjacente a um reservatório principal de líquido.

[0039] Quando vista em uma direção ortogonal ao primeiro lado do elemento de aquecimento, a primeira área pode não cobrir completamente a segunda área. Isso reduz a transferência de calor do elemento de aquecimento para o canal de fornecimento de líquido. Quando visto em uma direção ortogonal ao primeiro lado do elemento de aquecimento, o elemento de aquecimento não pode se sobrepor à segunda área. Isto aumenta ainda mais a distância entre o elemento de aquecimento e a primeira extremidade do canal de fornecimento de líquido e, assim, reduz a transferência de calor do elemento de aquecimento para o canal de fornecimento de líquido. O canal de fornecimento de líquido pode ter uma área em seção transversal de cerca de 25% da área do meio de transporte de líquido. O canal de fornecimento de líquido pode ter um diâmetro entre 2 mm e 5 mm.

[0040] Em um segundo aspecto, é fornecido um cartucho para um sistema de geração de aerossol, o cartucho compreendendo um conjunto vaporizador de acordo com o primeiro aspecto e um reservatório de líquido, o canal de fornecimento de líquido tendo uma segunda extremidade oposta à primeira extremidade em comunicação com o reservatório de fornecimento de líquido.

[0041] O elemento de aquecimento e o meio de transporte de líquido podem ser separáveis do reservatório de fornecimento de líquido. O canal de fornecimento de líquido pode ser fixado ao elemento de aquecimento e o canal de fornecimento de líquido, ou pode ser fixado ao reservatório de fornecimento de líquido, ou pode ser fixado a ambos.

O canal de fornecimento de líquido pode ter a forma de um gargalo do reservatório de fornecimento de líquido. O reservatório de fornecimento de líquido pode compreender um alojamento de reservatório. O alojamento do reservatório pode ser integrado ao canal de fornecimento de líquido.

[0042] Em um terceiro aspecto, é fornecido um sistema de geração de aerossol que compreende um conjunto de vaporizador de acordo com o primeiro aspecto, um reservatório de líquido, o canal de fornecimento de líquido tendo uma segunda extremidade oposta à primeira extremidade em comunicação com o reservatório de fornecimento de líquido, uma fonte de alimentação fornecimento e circuitos de controle configurados para controlar um fornecimento de energia da fonte de alimentação para o conjunto vaporizador.

[0043] O sistema de geração de aerossol pode ser um sistema portátil. O sistema de geração de aerossol pode compreender um bocal através do qual um usuário pode inalar o aerossol gerado pelo sistema de geração de aerossol.

[0044] O sistema de geração de aerossol pode compreender uma unidade principal e um cartucho que engata com a unidade principal em uso. A unidade principal pode compreender um alojamento. O alojamento pode conter a fonte de alimentação e os circuitos de controle. O conjunto vaporizador e o reservatório de líquido podem ser fornecidos no cartucho. O conjunto vaporizador pode fazer parte da unidade principal e do reservatório de líquido fornecido no cartucho. O alojamento pode receber pelo menos uma parte do cartucho. O bocal pode ser parte da unidade principal ou parte do cartucho.

[0045] O sistema de geração de aerossol pode compreender uma passagem de fluxo de ar que se estende de uma entrada de ar, passando pelo conjunto de vaporizador para uma saída. A saída pode ser em um bocal.

[0046] O sistema gerador de aerossol pode ter um tamanho comparável a um charuto ou cigarro convencional. O sistema gerador de aerossol pode ter um comprimento total entre cerca de 30 mm e cerca de 150 mm. O sistema gerador de aerossol pode ter um diâmetro externo entre cerca de 5 mm e cerca de 30 mm.

[0047] A fonte de alimentação pode ser uma fonte de alimentação CC. A fonte de alimentação pode ser uma bateria. A bateria pode ser uma bateria à base de lítio, por exemplo, lítio-cobalto, lítio-ferro-fosfato, titanato de lítio ou uma bateria de polímero de lítio. A bateria pode ser uma bateria de níquel-hidreto metálico ou uma bateria de níquel cádmio. A fonte de alimentação pode ser outra forma de dispositivo de armazenamento de carga, como um capacitador. A fonte de alimentação pode ser uma bateria recarregável configurada para muitos ciclos de carga e descarga. A fonte de alimentação pode ter uma capacidade que permite armazenamento de energia suficiente para uma ou mais experiências do usuário; por exemplo, a fonte de alimentação pode ter capacidade suficiente para permitir a geração contínua de aerossol durante um período de cerca de seis minutos, correspondente ao tempo normal despendido para fumar um cigarro convencional, ou por um período que é um múltiplo de seis minutos. Em outro exemplo, a fonte de alimentação pode ter capacidade suficiente para permitir a um número predeterminado de tragadas ou ativações discretas do conjunto de atomização.

[0048] O circuito de controle pode compreender um microcontrolador. O microcontrolador é preferencialmente um microcontrolador programável. O circuito de controle pode compreender outros componentes eletrônicos. O circuito de controle pode ser configurado para regular um fornecimento de energia para o elemento de aquecimento. A energia pode ser fornecida ao elemento de aquecimento continuamente após a ativação do sistema ou pode ser fornecida de forma intermitente, como uma tragada por tragada. A energia pode ser fornecida ao elemento gerador de aerossol na forma de pulsos de corrente elétrica. O circuito de controle pode incluir um sensor de fluxo de ar e o circuito de controle pode fornecer energia elétrica para o elemento de aquecimento quando as tragadas do usuário são detectadas pelo sensor de fluxo de ar.

[0049] Em operação, um usuário pode ativar o sistema tragando em um bocal ou fornecendo alguma outra entrada do usuário, por exemplo, pressionando um botão no sistema. O circuito de controle, então, fornece energia ao elemento de aquecimento, a energia pode ser fornecida ao elemento de aquecimento por um período de tempo predeterminado ou pela duração de uma tragada do usuário. O elemento de aquecimento então aquece o líquido no meio de transporte de líquido para formar um vapor que escapa do conjunto do vaporizador para uma passagem de fluxo de ar através do sistema. O vapor é resfriado e condensado para formar um aerossol que é levado à boca do usuário.

[0050] Em todos os aspectos da invenção, o líquido pode ser um substrato líquido de formação de aerossol. Conforme usado neste documento em relação à presente invenção, um substrato formador de aerossol é um substrato capaz de liberar compostos voláteis que podem formar um aerossol. Os compostos voláteis podem ser liberados aquecendo o substrato formador de aerossol.

[0051] O substrato líquido de formação de aerossol pode ser líquido à temperatura ambiente. O substrato formador de aerossol líquido pode compreender nicotina. O substrato formador de aerossol líquido contendo nicotina pode ser uma matriz de sal de nicotina. O substrato formador de aerossol líquido pode compreender um material à base de plantas. O substrato formador de aerossol líquido pode compreender tabaco. O substrato formador de aerossol líquido pode compreender um material contendo tabaco, contendo compostos aromatizantes de tabaco voláteis, que são liberados a partir do substrato formador de aerossol mediante aquecimento. O substrato formador de aerossol líquido pode compreender um material de tabaco homogeneizado. O substrato formador de aerossol líquido pode compreender um material que não contém tabaco. O substrato formador de aerossol líquido pode compreender um material à base de plantas homogeneizado.

[0052] O substrato formador de aerossol líquido pode compreender ainda um ou mais formadores de aerossol. Um formador de aerossol pode ser qualquer composto conhecido adequado ou mistura de compostos que, quando em uso, facilitem a formação de um aerossol denso e estável e que seja substancialmente resistente à degradação térmica à temperatura de operação do sistema. Exemplos de formadores de aerossol adequados incluem glicerina e propilenoglicol. 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. O substrato formador de aerossol líquido pode compreender água, solventes, etanol, extratos vegetais e aromatizantes naturais ou artificiais.

[0053] O substrato formador de aerossol líquido pode compreender pelo menos um formador de aerossol. O formador de aerossol pode ser glicerina ou propilenoglicol. O formador de aerossol pode compreender tanto glicerina quanto propilenoglicol. O substrato formador de aerossol líquido pode ter uma concentração de nicotina entre cerca de 0,5% e cerca de 10%, por exemplo, cerca de 2%.

[0054] Em todos os aspectos, o meio de transporte de líquido é um material que transporta líquido de uma extremidade do material para outra. O meio de transporte de líquido pode ser um material capilar. O material de capilaridade pode ter uma estrutura fibrosa ou esponjosa. O material capilar preferencialmente compreende um feixe de capilares. Por exemplo, o material capilar pode compreender uma pluralidade de fibras ou linhas ou outros tubos finos de furo. As fibras ou linhas podem ser geralmente alinhadas para transportar substrato formador de aerossol líquido para o elemento de aquecimento. Alternativamente, o material capilar pode compreender material esponjoso ou espumoso. A estrutura do material capilar forma uma pluralidade de furos ou tubos pequenos, através do qual o substrato formador de aerossol líquido pode ser transportado por meio de ação capilar. O meio de transporte de líquido é exposto à alta temperatura do elemento de aquecimento e, portanto, deve ser estável nessas temperaturas.

[0055] O meio de transporte de líquido pode compreender qualquer material adequado ou combinação de materiais. Exemplos de materiais adequados são uma esponja ou material de espuma, materiais à base de cerâmica ou grafite na forma de fibras ou pós sinterizados, espuma de metal ou material plástico, um material fibroso, por exemplo, feito de fibras fiadas ou extrudadas, como fibra de vidro, acetato de celulose, poliéster ou poliolefina ligada, fibras de polietileno, terileno ou polipropileno, fibras de náilon ou cerâmica. As fibras podem ser tecidas ou podem formar uma estrutura amorfa. O meio de transporte líquido pode ter qualquer capilaridade e porosidade adequadas de modo a ser usado com diferentes propriedades físicas líquidas. O substrato de formação de aerossol líquido tem propriedades físicas, incluindo, mas não se limitando a, viscosidade, tensão superficial, densidade, condutividade térmica, ponto de ebulição e pressão de vapor, o que permite que o substrato de formação de aerossol líquido seja transportado através do meio de transporte de líquido por ação capilar.

[0056] Em todos os aspectos, o material de retenção de líquido no canal de fornecimento de líquido também pode ser um material capilar. No entanto, ele não precisa resistir a temperaturas tão altas quanto o meio de transporte de líquido. O material de retenção de líquido pode ser uma espuma, uma esponja ou um conjunto de fibras. O material de retenção de líquidos pode ser formado a partir de um polímero ou copolímero. Em um exemplo, o material de retenção de líquido é um polipropileno tecido e poli(tereftalato de etileno).

[0057] As modalidades da invenção serão descritas agora em detalhes, a título de exemplo apenas, com referência às figuras anexas, nas quais:

[0058] A Figura 1 é uma ilustração esquemática de um sistema gerador de aerossol de uma primeira modalidade da invenção;

[0059] A Figura 2a mostra em detalhes um conjunto vaporizador para a modalidade mostrada na Figura 2;

[0060] A Figura 2b é uma vista do lado inferior do conjunto vaporizador da Figura 2a;

[0061] A Figura 3a é uma seção transversal esquemática de um conjunto vaporizador de uma segunda modalidade da invenção;

[0062] A Figura 3b é uma vista do lado posterior do conjunto vaporizador da Figura 3a; e

[0063] A Figura 4 é uma ilustração esquemática de um sistema gerador de aerossol de uma terceira modalidade da invenção.

[0064] A Figura 1 é uma ilustração esquemática de um sistema gerador de aerossol de acordo com uma primeira modalidade da invenção. O sistema compreende dois componentes principais, um cartucho 100 e um corpo principal 200. Uma extremidade de conexão 115 do cartucho 100 é removivelmente conectada a uma extremidade de conexão correspondente 205 do corpo principal 200. O corpo principal contém uma bateria 210, que neste exemplo é uma bateria de íon de lítio recarregável e um circuito de controle 220. O dispositivo gerador de aerossol 10 é portátil e tem um tamanho comparável a um charuto ou cigarro convencional.

[0065] O cartucho 100 compreende um alojamento 105 contendo um conjunto de atomização 120 e um alojamento de armazenamento de líquido 130 que define um reservatório de abastecimento de líquido. Um substrato formador de aerossol líquido é armazenado no alojamento de armazenamento de líquido. O conjunto de atomização é conectado a um gargalo do alojamento de armazenamento de líquido. O conjunto de atomização compreende um elemento de aquecimento 135, na forma de uma malha permeável a fluido, em um meio de transporte de líquido 136. O meio de transporte de líquido 136 cobre todo o elemento de aquecimento. Um canal de fornecimento de líquido 138 se estende entre o gargalo do frasco do alojamento de armazenamento de líquido e o meio de transporte de líquido 136. Um material de alta retenção (HRM) ou material capilar é colocado dentro do canal de fornecimento de líquido 138. O líquido do alojamento de armazenamento de líquido é puxado para o canal de suprimento de líquido e de lá é espalhado pelo meio de transporte de líquido. Isto significa que existe um determinado volume de líquido no meio de transporte de líquido, adjacente ao elemento de aquecimento, que pode ser facilmente vaporizado pelo elemento de aquecimento.

[0066] Uma passagem de fluxo de ar 140, 145 se estende através do sistema de uma entrada de ar 150 pelo elemento de aquecimento 135 e do elemento de aquecimento para uma abertura de extremidade da boca 110 no alojamento 105.

[0067] O elemento de aquecimento 135 é um susceptor que é indutivamente aquecido quando exposto a um campo magnético oscilante de alta frequência. Uma bobina indutora 225, que neste exemplo é uma bobina em forma de panqueca, é posicionada dentro do corpo principal, adjacente ao elemento de aquecimento 135. O circuito de controle fornece uma corrente oscilante de alta frequência para a bobina 225, que por sua vez gera um fluxo magnético variável no tempo através do elemento de aquecimento.

[0068] O sistema é configurado de modo que um usuário possa tragar ou sugar na abertura de extremidade de boca do cartucho para extrair o aerossol para sua boca. Em operação, quando um usuário sopra na abertura da extremidade da boca, o ar é puxado através da passagem do fluxo de ar da entrada de ar, passando pelo elemento de aquecimento, para a abertura da extremidade da boca. O circuito de controle controla o fornecimento de energia elétrica da bateria 210 para a bobina 225. Este, por sua vez, controla a temperatura do elemento de aquecimento e, portanto, a quantidade e as propriedades do vapor produzido pelo conjunto de atomização. O circuito de controle pode incluir um sensor de fluxo de ar e o circuito de controle pode fornecer energia elétrica para a bobina quando o usuário sopra no cartucho é detectado pelo sensor de fluxo de ar. Esse tipo de arranjo de controle está bem estabelecido em sistemas geradores de aerossol, como inaladores e e-cigarros. Assim, quando um usuário suga na abertura de extremidade de boca do cartucho, o conjunto de atomização é ativado e gera um vapor que é arrastado no fluxo de ar passando através da passagem de fluxo de ar 140. O vapor resfria com o fluxo de ar na passagem 145 para formar um aerossol, que é então puxado para a boca do usuário através da abertura de extremidade de boca 110.

[0069] Todas as modalidades mostradas nas Figuras 1-3 dependem de aquecimento indutivo. O aquecimento indutivo funciona colocando um artigo eletricamente condutivo para ser aquecido em um campo magnético variável com o tempo. As correntes de Foucault são induzidas no artigo condutor. Se o artigo condutor é isolado eletricamente as correntes de Foucault são dissipadas por aquecimento Joule do artigo condutor. Em um sistema gerador de aerossol que funciona aquecendo um substrato formador de aerossol, o substrato formador de aerossol normalmente não é suficientemente eletricamente condutor para ser aquecido indutivamente desta forma. Portanto, nas modalidades mostradas nas Figuras 1-3, um elemento susceptor é usado como o artigo condutor que é aquecido. O substrato formador de aerossol é então aquecido pelo elemento susceptor por condução térmica, convenção e/ou radiação. Uma vez que um elemento susceptor ferromagnético é usado, o calor também é gerado por perdas de histerese conforme os domínios magnéticos são ligados dentro do elemento susceptor.

[0070] As modalidades descritas nas Figuras 1-3 usam uma bobina indutora para gerar um campo magnético variável no tempo. A bobina indutora é projetada de forma que não sofra aquecimento Joule significativo. Em contraste, o elemento susceptor é projetado para que haja um aquecimento Joule significativa do susceptor.

[0071] O campo magnético oscilante passa através do elemento susceptor, induzindo as correntes de Foucault no elemento susceptor. O elemento susceptor aquece, como resultado do aquecimento Joule, e como resultado de perdas de histerese, atingindo uma temperatura que seja suficiente para vaporizar o substrato formador de aerossol próximo ao elemento susceptor. O substrato formador de aerossol vaporizado é arrastado no ar que flui da entrada de ar para a saída de ar, como explicado em mais detalhes abaixo e resfria para formar um aerossol dentro da parte do bocal antes de entrar na boca do usuário. Os componentes eletrônicos de controle fornecem a corrente oscilante para a bobina por um período predeterminado, neste exemplo, cinco segundos, após a detecção de um sopro, e então desliga a corrente até que seja detectado um novo sopro.

[0072] A Figura 2a ilustra o conjunto vaporizador da Figura 1 em mais detalhes. No exemplo mostrado na Figura 2, o conjunto vaporizador tem um alojamento 137. O alojamento 137 é formado integralmente com o recipiente de armazenamento de líquido. O alojamento 137 retém o susceptor de malha 135, o meio de transporte de líquido 136 e o material capilar 139 dentro do canal de fornecimento de líquido 138.

[0073] O elemento de aquecimento 135 compreende uma malha de aço inoxidável. Geralmente é plano. A Figura 2b é uma vista inferior do conjunto vaporizador. A malha é geralmente retangular, mas tem uma abertura central 131 recortada. A abertura central é tal que, quando vista em uma direção ortogonal ao plano da malha, a abertura cobre o canal de fornecimento de líquido. O contorno do canal de fornecimento de líquido 138 é ilustrado em linha pontilhada na Figura 2b. Desta forma, o elemento de aquecimento é removido do canal de fornecimento de líquido e, portanto, não há transferência de calor significativa do elemento de aquecimento para o líquido no canal de fornecimento de líquido. A abertura pode ter qualquer formato. Por exemplo, pode ser circular para corresponder a um canal de fornecimento de líquido circular. Neste exemplo, a abertura é quadrada.

[0074] Neste exemplo, o meio de transporte de líquido 136 é formado a partir de um material de fibra de vidro. A fibra de vidro normalmente tem resistência ao calor adequada. A fibra de vidro é tecida e fornece ação capilar para transportar o líquido em uma direção paralela à superfície do elemento susceptor da malha. Em particular, o meio de transporte de líquido está disposto para transportar líquido para longe da área em contato com o canal de fornecimento de líquido para a periferia do meio de transporte de líquido.

[0075] O material capilar 139 no canal de fornecimento de líquido 138 é orientado para transportar o líquido para o meio de transporte de líquido 136. Neste exemplo, isso é ortogonal à superfície do elemento susceptor da malha. O material capilar 139 pode ser constituído de polipropileno tecido ou poli(tereftalato de etileno) (PET).

[0076] Pode-se ver na Figura 2b que a área do canal de fornecimento de líquido em contato com o meio de transporte de líquido é apenas uma fração da área total do meio de transporte de líquido. Quanto menor for a área do canal de fornecimento de líquido em contato com o meio de transporte de líquido, menor será a transferência de calor do aquecedor de volta para o líquido no canal de fornecimento de líquido. No entanto, a área de contato precisa ser suficientemente grande para permitir a reposição de líquido em todo o meio de transporte de líquido em um curto período de tempo. Isso permite que um usuário dê tragadas sucessivas em um curto espaço de tempo e ainda receba aerossol suficiente e consistente com cada tragada. Neste exemplo, o canal de abastecimento de líquido tem um diâmetro de cerca de 5 mm e o meio de transporte de líquido tem uma área de cerca de 300 mm 2. O material capilar no canal de fornecimento de líquido pode ter um volume semelhante ao do meio de transporte de líquido.

[0077] Em uso, quando a bobina de indução 225 é ativada como resultado de uma tragada do usuário detectada, o elemento de aquecimento aquece até uma temperatura suficiente para vaporizar o líquido retido no meio de transporte de líquido 136. O aquecimento é mantido por um período suficiente para vaporizar substancialmente todo o líquido no meio de transporte de líquido. Este pode ser um período de tempo fixo de dois segundos, por exemplo. A corrente através da bobina é então interrompida e o elemento de aquecimento resfria até a próxima ativação da bobina. Após a vaporização do líquido no meio de transporte de líquido, mais líquido flui do material capilar no canal de fornecimento de líquido para o meio de transporte de líquido. Ao mesmo tempo, o líquido do alojamento de armazenamento de líquido substitui o líquido no canal de fornecimento de líquido. Desta forma, outro volume semelhante de líquido é fornecido ao elemento de aquecimento, pronto para a próxima tragada do usuário. Isto fornece um volume consistente de aerossol. E o isolamento do elemento de aquecimento da parte principal do alojamento de armazenamento de líquido melhora a eficiência do aquecimento.

[0078] Na modalidade mostrada nas Figuras 2a e 2b, o alojamento do vaporizador 137 não é permeável aos fluidos e cobre uma face posterior do meio de transporte de líquido. Isso significa que o vapor gerado no meio de transporte de líquido deve escapar através do susceptor 136 para ser arrastado no fluxo de ar.

[0079] As Figuras 3a e 3b ilustram outra modalidade de um vaporizador que pode ser usado no sistema mostrado na Figura 1, em que o vapor gerado no meio de transporte de líquido 336 pode escapar através de um primeiro lado do meio de transporte de líquido adjacente ao elemento de aquecimento (no exemplo das Figuras 3a e 3b novamente um susceptor de malha) e através de um segundo lado, oposto ao primeiro lado.

[0080] A Figura 3a é uma ilustração esquemática do conjunto vaporizador e uma porção do alojamento de armazenamento de líquido

330. A forma básica do conjunto vaporizador é a mesma que na modalidade da Figura 2. O alojamento 337 é formado integralmente com o alojamento de armazenamento de líquido. O elemento de aquecimento 335 é separado do corpo principal do alojamento de armazenamento de líquido por um gargalo, formado pelo canal de fornecimento de líquido 338. O alojamento 337 retém o susceptor de malha 335, o meio de transporte de líquido 336 e o material capilar 339 dentro do canal de fornecimento de líquido 138.

[0081] O elemento de aquecimento 335 compreende uma malha de aço inoxidável e é geralmente plano. O meio de transporte de líquido 336 é formado de um material de fibra de vidro. A fibra de vidro é tecida e fornece ação capilar para transportar o líquido em uma direção paralela à superfície do elemento susceptor da malha. Em particular, o meio de transporte de líquido está disposto para transportar líquido para longe da área em contato com o canal de fornecimento de líquido para a periferia do meio de transporte de líquido.

[0082] O material capilar 339 no canal de fornecimento de líquido 338 é orientado para transportar o líquido para o meio de transporte de líquido 336. Neste exemplo, isso é ortogonal à superfície do elemento susceptor da malha. O material capilar 339 pode ser constituído de polipropileno tecido ou poli(tereftalato de etileno) (PET).

[0083] Em uso, quando a bobina de indução 225 é ativada como resultado de uma tragada do usuário detectada, o elemento de aquecimento aquece até uma temperatura suficiente para vaporizar o líquido retido no meio de transporte de líquido 3136. O aquecimento é mantido por um período suficiente para vaporizar substancialmente todo o líquido no meio de transporte de líquido. Este pode ser um período de tempo fixo de dois segundos, por exemplo. A corrente através da bobina é então interrompida e o elemento de aquecimento resfria até a próxima ativação da bobina. Após a vaporização do líquido no meio de transporte de líquido, mais líquido flui do material capilar no canal de fornecimento de líquido para o meio de transporte de líquido. Ao mesmo tempo, o líquido do alojamento de armazenamento de líquido substitui o líquido no canal de fornecimento de líquido. Desta forma, outro volume semelhante de líquido é fornecido ao elemento de aquecimento, pronto para a próxima tragada do usuário. Isto fornece um volume consistente de aerossol. E o isolamento do elemento de aquecimento da parte principal do alojamento de armazenamento de líquido melhora a eficiência do aquecimento.

[0084] Pode ser visto na Figura 3b que o alojamento 337 permite que o vapor escape tanto através do elemento de aquecimento 335 quanto através de uma face posterior do meio de transporte de líquido

336. A passagem do vapor é ilustrada pelas setas na Figura 3a.

[0085] O fluxo de ar principal que passa pelo vaporizador é indicado pela seta pontilhada 340. O vapor que escapa através da face posterior do meio de transporte de líquido 336 pode se juntar ao fluxo de ar principal passando pelas aberturas 342 formadas no alojamento do vaporizador 337. A Figura 3b é uma vista da face posterior do meio de transporte de líquido 336, que ilustra a construção do alojamento. A face posterior do alojamento 337 que mantém o meio de transporte de líquido e o elemento de aquecimento 335 é formada com uma porção central 343 que se une, ou é integral com, o canal de fornecimento de líquido 338 e uma estrutura periférica 344 que é unida à porção central por uma pluralidade de costelas 345. Entre as costelas existem espaços pelos quais o vapor pode escapar do meio de transporte de líquido.

[0086] Neste exemplo, a estrutura 344 tem um tamanho e forma que corresponde à cavidade no cartucho no qual está posicionada. Isso é para confinar o fluxo de ar através do cartucho para a passagem ou passagens de fluxo de ar desejadas. Assim, a fim de permitir vapor que escapou para o espaço 341 atrás da face traseira do transporte líquido médio 336 se juntar ao fluxo de ar principal 340, fendas ou aberturas 342 são formadas através do alojamento do vaporizador. Alternativamente, o conjunto vaporizador pode simplesmente ser feito menor do que a cavidade na qual é recebido, de modo que o vapor possa se mover ao redor da periferia do alojamento 137 para se juntar ao fluxo de ar principal.

[0087] O arranjo das Figuras 3a e 3b tem a vantagem de que o vapor gerado no meio de transporte de líquido tem muitos caminhos de saída. Isso reduz a probabilidade de bolhas serem aprisionadas no meio de transporte de líquido ou migrarem para o canal de abastecimento de líquido e interferir na transferência eficiente de líquido para o elemento de aquecimento.

[0088] As modalidades descritas até agora incluíram um elemento de aquecimento que é aquecido por aquecimento indutivo. No entanto, é possível usar um aquecedor resistivo. A Figura 4 é uma ilustração esquemática de um sistema gerador de aerossol de acordo com uma terceira modalidade da invenção. O sistema é semelhante ao sistema mostrado na Figura 1, mas usa aquecimento resistivo em vez de aquecimento indutivo.

[0089] O dispositivo compreende dois componentes principais, um cartucho 400 e um corpo principal 500. Uma extremidade de conexão 415 do cartucho 400 é removivelmente conectada a uma extremidade de conexão correspondente 505 do corpo principal 500. O corpo principal contém uma bateria 510, que neste exemplo é uma bateria de íon de lítio recarregável e um circuito de controle 520.

[0090] O cartucho 400 compreende um alojamento 405 contendo um conjunto de atomização 420 e um alojamento de armazenamento de líquido 430 que define um reservatório de abastecimento de líquido. Um substrato formador de aerossol líquido é armazenado no alojamento de armazenamento de líquido. O conjunto de atomização é conectado a um gargalo do alojamento de armazenamento de líquido. O conjunto de atomização compreende um elemento de aquecimento 435, na forma de uma malha permeável a fluido, em um meio de transporte de líquido 436. Um canal de fornecimento de líquido 438 se estende entre o gargalo do frasco do alojamento de armazenamento de líquido e o meio de transporte de líquido 436. Um material de alta retenção (HRM)

ou material capilar 439 é colocado dentro do canal de fornecimento de líquido 438. O líquido do alojamento de armazenamento de líquido é puxado para o canal de suprimento de líquido e de lá é espalhado pelo meio de transporte de líquido. Isto significa que existe um determinado volume de líquido no meio de transporte de líquido, adjacente ao elemento de aquecimento, que pode ser facilmente vaporizado pelo elemento de aquecimento.

[0091] Uma passagem de fluxo de ar 440, 445 se estende através do sistema de uma entrada de ar 450 pelo elemento de aquecimento 435 e do elemento de aquecimento para uma abertura de extremidade da boca 410 no alojamento 405.

[0092] Como na modalidade descrita anteriormente, o elemento de aquecimento 435 compreende uma malha de aço inoxidável e é geralmente plano. No entanto, o conjunto vaporizador também compreende um par de placas de contato elétrico 460 posicionadas em lados opostos do elemento de aquecimento. As almofadas de contato são formadas de material eletricamente condutor, como cobre, e são eletricamente conectadas umas às outras através do elemento de aquecimento 435.

[0093] As almofadas de contato 460 face corpo principal e são contatadas por pinos de contato elétricos 560 no corpo principal. Os pinos de contato elétrico são carregados por mola para garantir um bom contato com as almofadas de contato 460 quando o cartucho é conectado ao corpo principal. Os pinos de contato elétrico 560 no corpo principal são conectados aos circuitos de controle 520. A energia elétrica é fornecida ao elemento de aquecimento da bateria 510 através das placas de contato elétrico e pinos de contato elétrico.

[0094] O meio de transporte de líquido 436 é formado de um material de fibra de vidro. A fibra de vidro é tecida e fornece ação capilar para transportar o líquido em uma direção paralela à superfície do elemento susceptor da malha. Em particular, o meio de transporte de líquido está disposto para transportar líquido para longe da área em contato com o canal de fornecimento de líquido para a periferia do meio de transporte de líquido.

[0095] O material capilar 439 no canal de fornecimento de líquido 438 é orientado para transportar o líquido para o meio de transporte de líquido 436. Neste exemplo, isso é ortogonal à superfície do elemento de aquecimento. O material capilar 439 pode ser constituído de polipropileno tecido ou poli(tereftalato de etileno) (PET).

[0096] O sistema é configurado de modo que um usuário possa tragar ou sugar na abertura de extremidade de boca do cartucho para extrair o aerossol para sua boca. Em operação, quando um usuário sopra na abertura da extremidade da boca, o ar é puxado através da passagem do fluxo de ar da entrada de ar, passando pelo elemento de aquecimento, para a abertura da extremidade da boca. O circuito de controle controla o fornecimento de energia elétrica da bateria 410 para o elemento de aquecimento 435. Este, por sua vez, controla a temperatura do elemento de aquecimento e, portanto, a quantidade e as propriedades do vapor produzido pelo conjunto de atomização. O circuito de controle pode incluir um sensor de fluxo de ar e o circuito de controle pode fornecer energia elétrica para a bobina quando o usuário sopra no cartucho é detectado pelo sensor de fluxo de ar. Esse tipo de arranjo de controle está bem estabelecido em sistemas geradores de aerossol, como inaladores e e-cigarros. Assim, quando um usuário suga na abertura de extremidade de boca do cartucho, o conjunto de atomização é ativado e gera um vapor que é arrastado no fluxo de ar passando através da passagem de fluxo de ar 440. O vapor resfria com o fluxo de ar na passagem 445 para formar um aerossol, que é então puxado para a boca do usuário através da abertura de extremidade de boca 410.

[0097] Todas as modalidades descritas têm a vantagem de isolar apenas o volume de líquido que se deseja aquecer em cada tragada do usuário do líquido restante no alojamento de armazenamento de líquido, de modo que esse volume de líquido possa ser vaporizado rápida e eficientemente com relativamente pouca transferência de calor para o líquido restante.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Conjunto vaporizador para um dispositivo gerador de aerossol operado eletricamente, caracterizado pelo fato de que compreende: um elemento de aquecimento permeável a fluido geralmente plano tendo um primeiro lado e um segundo lado oposto ao primeiro lado; um meio de transporte de líquido, o meio de transporte de líquido tendo um primeiro lado em contato com o segundo lado do elemento de aquecimento e um segundo lado oposto ao primeiro lado, em que o meio de transporte de líquido tem uma estrutura capilar disposta para transportar líquido paralelamente ao segundo lado do elemento de aquecimento, e em que uma espessura do meio de transporte de líquido entre o primeiro e o segundo lados do fluido o meio de transporte está entre 1 mm e 5 mm, o elemento de aquecimento se estendendo sobre uma primeira área do primeiro lado do meio de transporte de líquido; um canal de fornecimento de líquido tendo uma primeira extremidade em contato com o segundo lado do meio de transporte de líquido e se estendendo sobre apenas uma segunda área do segundo lado do meio de transporte de líquido, em que a segunda área é menor do que a primeira área; e um material de retenção de líquido ou material capilar no canal de fornecimento de líquido, em que o material de retenção de líquido ou material capilar é diferente do meio de transporte de líquido; em que o meio de transporte de líquido está disposto para transportar líquido do canal de fornecimento de líquido para a primeira área do segundo lado do elemento de aquecimento.

2. Conjunto vaporizador, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a segunda área é inferior a 50% da primeira área e, preferencialmente, inferior a 30% da primeira área.

3. Conjunto vaporizador, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que compreende um alojamento, o elemento de aquecimento e o meio de transporte de líquido sendo retidos no alojamento, em que o alojamento encaixa ou é parte integrante do canal de fornecimento de líquido.

4. Conjunto vaporizador, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o alojamento é perfurado ou permeável ao vapor adjacente ao segundo lado do meio de transporte de líquido.

5. Conjunto vaporizador, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o canal de fornecimento de líquido se estende geralmente ortogonalmente ao primeiro lado do elemento de aquecimento.

6. Conjunto vaporizador, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o elemento de aquecimento compreende uma malha ou tecido de filamentos eletricamente resistivos.

7. Conjunto vaporizador, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que a primeira área não cobre completamente a segunda área quando vista em uma direção ortogonal ao primeiro lado do elemento de aquecimento.

8. Conjunto vaporizador, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o elemento de aquecimento não se sobrepõe à segunda área quando visto em uma direção ortogonal ao primeiro lado do elemento de aquecimento.

9. Cartucho para um sistema gerador de aerossol, caracterizado pelo fato de que compreende um conjunto vaporizador, como definido em qualquer uma das reivindicações precedentes, e um reservatório de líquido, o canal de fornecimento de líquido tendo uma segunda extremidade oposta à primeira extremidade em comunicação com o reservatório de fornecimento de líquido.

10. Cartucho, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o elemento de aquecimento e o meio de transporte de líquido são separáveis do reservatório de líquido.

11. Sistema gerador de aerossol, caracterizado pelo fato de que compreende um conjunto vaporizador, como definido em qualquer uma das reivindicações precedentes, um reservatório de líquido, o canal de fornecimento de líquido tendo uma segunda extremidade oposta à primeira extremidade em comunicação com o reservatório de fornecimento de líquido, um fornecimento de energia e circuitos de controle configurados para controlar o fornecimento de energia da fonte de alimentação ao conjunto vaporizador.

12. Sistema gerador de aerossol, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que o sistema gerador de aerossol é um sistema portátil que compreende um bocal através do qual um usuário pode inalar o aerossol gerado pelo sistema gerador de aerossol.