BRPI0616628A2 - sistema elétrico de exalar fumos - Google Patents

Abstract

SISTEMA ELéTRICO DE EXALAR FUMOS. A presente invenção refere-se a um sistema elétrico de exalar fumos (20) que compreende uma massa de tabaco (24) que é aquecida até uma temperatura de cerca de 150<198>C até cerca de 220<198>C para liberar voláteis flavorizantes do tabaco, que são arrastados no ar (26) passando através da massa de tabaco e condensados para formar um aerossol inalável (32). A massa de tabaco pode ter uma forma simétrica rotacional com pelo menos parte de sua superfície na relação de transferência de calor com o aquecedor (22). O aquecedor pode ter uma concha externa, uma haste interna, ou uma placa. A boquilha (60), com ou sem filtro, podem ser dispostos na comunicação de fluido com a massa de tabaco para direcionar o aerossol do sistema.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "SISTEMAELÉTRICO DE EXALAR FUMOS".

A presente invenção refere-se em geral a sistemas de exalarfumos tabaco usando energia elétrica ao invés de combustão. Mais especi- almente, o sistema de exalar fumos aqui descrito gera um aerossol pelo a-quecimento de tabaco sem gerar combustão através de um veículo e/ouconvectivo por uma fonte de calor elétrico.Sumário

Uma quantidade de tabaco é colocada em contato com o siste-ma de aquecimento. São fornecidas passagens para o ar se mover atravésdo sistema de aquecimento e o tabaco. O sistema de aquecimento eleva atemperatura do tabaco até a faixa de cerca de 150°C até cerca de 220°C porcontato direto com o tabaco, por transferência de calor convectivo até o ta-baco, e/ou por aquecimento do ar o qual por sua vez aquece o tabaco. O tabaco aquecido libera voláteis os quais resfriam subseqüentemente paraformar um aerossol para entrega do sistema de aquecimento.

O tabaco pode ter uma variedade de formatos incluindo e semlimitação a forma de um coxim, uma forma em geral rotacionalmente simétri-ca, um plug em geral cilíndrico, uma concha em geral cilíndrica, um disco emgeral cilíndrico, uma forma de plug, uma forma de pélete, uma forma de ci-garro, e outros do tipo.

O sistema de aquecimento pode também possuir uma variedadede configurações. Como exemplo, e sem limitação, o sistema de aquecimen-to pode incluir um elemento de aquecimento tal como uma concha aquecida em geral cilíndrica com ambas as extremidades abertas, um concha aqueci-da em geral cilíndrica com uma extremidade fechada, um elemento aquece-dor introduzível, um disco aquecido, um par de discos aquecidos, e outrosdo tipo. Estes elementos de aquecimento podem ser fabricados a partir deum material resistente eletricamente o qual aquece quando a corrente elétri-ca passa através dos mesmos. Estes elementos de aquecimento podemtambém incluir dispositivos de aquecimento internos e externos, tais comofios. O ar pode passar axialmente através do tabaco e o sistema de aqueci-mento. Alternativamente, o ar pode entrar no tabaco radialmente e sair subs-tancialmente axialmente. Em adição, o sistema de aquecimento pode serdisposto de modo que o ar seja aquecido preliminarmente antes de ser dire-cionado para dentro do tabaco.

Caso desejado, uma boquilha, com ou sem filtro, pode ser usadacom o sistema de aquecimento para definir uma região de resfriamento paraos voláteis do tabaco, e para direcionar o aerossol resultante até o consumi-dor.

Breve Descrição dos Desenhos

Os desenhos anexos descrevem várias modalidades do sistemade exalar fumos tabaco eletricamente aquecido desta invenção. Nos dese-nhos anexos são aplicados numerais de referência similares a elementossimilares.

A figura 1 é uma vista em corte transversal de um sistema deexalar fumos tabaco aquecido eletricamente.

A figura 2 é uma vista em corte transversal de um sistema deexalar fumos tabaco aquecido eletricamente feito ao longo da linha 2-2 dafigura 1.

A figura 3 é uma vista em corte transversal de outra modalidadedo sistema de exalar fumos tabaco aquecido eletricamente.

A figura 4 é uma vista em corte transversal feita ao longo da li-nha 4-4 da figura 3.

A figura 5 é uma vista em corte transversal de um sistema deexalar fumos tabaco aquecido eletricamente da figura 1 incluindo a boquilha.

A figura 6 é uma vista da extremidade do sistema de exalar fu-mos tabaco aquecido eletricamente da figura 5.

A figura 7 é uma vista em corte transversal de uma terceira mo-dalidade do sistema de exalar fumos tabaco aquecido eletricamente.

A figura 8 é uma vista da extremidade de um sistema de exalarfumos tabaco aquecido eletricamente da figura 7.

A figura 9 é uma vista em corte transversal de um sistema deexalar fumos tabaco aquecido eletricamente utilizando um coxim de materialde tabaco.

A figura 10 é uma vista da extremidade do sistema de exalar fu-mos tabaco aquecido eletricamente da figura 9.

A figura 11 é uma vista em corte transversal de um sistema deexalar fumos tabaco aquecido eletricamente tendo influxo de ar radial.

A figura 12 é uma vista da extremidade do sistema de exalar fu-mos tabaco aquecido eletricamente da figura 11.

A figura 13 é uma vista em corte transversal de um sistema deexalar fumos tabaco aquecido eletricamente tendo troca de calor contracorrente.

A figura 14 é uma vista da extremidade do sistema de exalar fu-mos tabaco aquecido eletricamente da figura 13.

A figura 15 é uma vista em corte transversal do sistema de exa-lar fumos tabaco aquecido eletricamente com uma massa toroidal de tabaco.

A figura 16 é uma vista em corte transversal feita ao longo dalinha 16-16 da figura 15.

Descrição Detalhada

Em relação a figura 1, um sistema elétrico de exalar fumos taba-go operado eletricamente 20 é descrito de acordo com esta invenção. O sis-tema de exalar fumos 20 inclui pelo menos um sistema de aquecimento 22 euma massa de tabaco que pode compreender um plug 24 de tabaco de cortede enchimento. O sistema de aquecimento pode ser um esquema indutiva-mente aquecido, um esquema aquecido por resistência, um esquema aque-cido radiantemente, ou um esquema aquecido convectivamente. Aqui, es-quemas aquecidos por resistência serão descritos como modalidades atual-mente preferidas. O plug do tabaco 24 de preferência pesa na faixa de 5mgaté 500mg. Em aplicações de um ou múltiplos sopros, devem ser usadospesos preferencialmente na faixa de 5mg até 150mg. Devem ser preferidospesos na faixa de 300mg até 500mg quando o tabaco for usado em múltiplasocasiões. A massa do tabaco pode ser feito de qualquer tipo de tabaco, oude qualquer porção da planta do tabaco incluindo, sem limitação, folhas deprodutos, pó, folha, caule, e combinações dos mesmos. Na forma final, amassa do tabaco pode envolver qualquer tipo de etapas de processamentode tabaco comum incluindo, sem limitação, misturas, flavorizante, e outrosdo tipo.

Caso desejado, o plug do tabaco 24 pode incluir um papel oucobertura de malha ou veículo para facilitar o manuseio. Quando o papel forusado em torno do plug de tabaco, o substrato do papel pode ter porosidadee peso selecionado de acordo com a forma em particular da câmara de a-quecimento e a maneira na qual o plug do tabaco 24 deve ser usado. Porexemplo, onde o plug do tabaco 24 for substituível, o papel precisa ter forçasuficiente para manter a integridade do plug do tabaco durante o manuseio,remoção e inserção. Além disso, onde o papel cobrir o movimento principaldo ar através do sistema para fumar, o papel precisa ter porosidade suficien-te para permitir o movimento do ar pelo mesmo. Onde um material de malhafor selecionado, a abertura da malha deve ser pequena suficiente para con-ter uma maioria substancial, se não a totalidade, das partículas de tabaco decorte de enchimento.

A massa do tabaco também pode ser formado de partículas detabaco. Se as partículas ou outros cortes de tabacos forem usadas, o própriotabaco pode funcionar como um Iigante para prender os pedaços de tabacona forma desejada. Caso desejado, o tabaco usado no sistema pode serpreaquecido para aumentar a geração de aroma. Da mesma forma, casodesejado, flavorizantes podem ser usados. A massa do tabaco pode ser si-métrica rotacionalmente em forma ou configuração. Além disso, a massa dotabaco pode ser em geral cilíndrica, na forma de disco, ou em geral toroidal.Onde a configuração cilíndrica for adotada, o mesmo pode ser sólido ou naforma de concha com o centro aberto. Em especial a forma da massa dotabaco é de preferência adaptada à forma do aparelho de aquecimento.

O sistema de aquecimento 22 inclui substancialmente ou estáem torno de uma porção substancial de massa de tabaco de forma que pelomenos parte da superfície da massa do tabaco fique conforme o aparelho deaquecimento. Um sistema acionador conectado ao sistema de aquecimento22 é operável para energizar eletricamente o sistema de aquecimento 22. Osistema acionador pode incluir uma fonte de energia elétrica tal como umaou mais baterias 37. Para preservar a vida da bateria e para controlar o a-cionamento do sistema de aquecimento 22, um comutador adequado 38 po-de ser conectado em série com as baterias 37. Dependendo da aplicação, ocomutador 38 pode ser do tipo de botão, um dispositivo sensor de fluxo, ouum dispositivo sensor de sopro. Um veículo adequado 36 conecta as bateri-as 37, o comutador 38 e o sistema de aquecimento 22 em série.

O sistema de aquecimento 22 é operável para aquecer a massado tabaco a uma temperatura na faixa de cerca de 150°C até cerca de220°C para liberar voláteis aromatizantes sem o tabaco chegar à temperatu-ra de acender e sem gerar fumaça e/ou cinza. Além disso, o sistema de a-quecimento define o canal de transferência de calor ou passagem através doqual o ar é direcionado.

Conforme mostrado, o sistema 22 pode compreender uma con-cha em geral cilíndrica tendo as duas extremidades abertas. Como pode sermais bem visto na figura 2, a concha em geral cilíndrica envolve as lateraisdo plug do tabaco 24. O sistema de aquecimento 22 é energizado eletrica-mente para gerar calor. Com este intuito, o sistema 22 pode ser conectado auma fonte adequada de energia elétrica, tal como, por exemplo, uma fontede energia elétrica doméstica, dispositivos geradores de energia portátil taiscomo isqueiros de carro, baterias, e outras fontes convencionais adequadas.

A fonte de energia deve ser capaz de passar calor do sistema de aqueci-mento 22 ao plug do tabaco 24 para que o tabaco no plug seja elevado àtemperatura na faixa de cerca de 150-C até cerca de 220-C. Dentro destafaixa de temperatura, o tabaco libera voláteis aromatizantes que produzemuma experiência satisfatória enquanto gera pouco ou quase nenhuma fumaça.

O sistema de aquecimento 22 pode operar continuamente porum período de tempo correspondente à quantidade tempo normalmente u-sado para fumar um cigarro. Convencionalmente, esta quantidade de tempoé tipicamente medida como cerca de 5 a 10 minutos. Alternativamente, osistema de aquecimento 22 pode operar intermitentemente, sob demanda,por exemplo, em resposta a sopros pelo usuário do sistema.Durante o uso, o sistema de aquecimento 22 é ativado, por e-xemplo, por um sensor de sopro ou um dispositivo de ligar e desligar (on-off)adequado. O ar ambiente 26 é retirado através de uma ponta aberta 28 dosistema de aquecimento 20 e para dentro do plug do tabaco 24. O sistemade aquecimento 22 se conforma à periferia do plug do tabaco 24 e aquece oplug do tabaco 24 na faixa desejada de temperatura (cerca de 1509C atécerca de 2209C) por veículo e/ou transferência de calor convectivo para libe-rar voláteis flavorizantes de tabaco. Como o ar do ambiente 26 se move a-través do plug do tabaco 24, o ar 26 arrasta os voláteis de tabaco liberados edestila estes voláteis resfriando-os. Conforme o ar com voláteis arrastadossaem da segunda extremidade do sistema de aquecimento 22, vide seta 30,a exposição ao ar ambiente ainda resfria os voláteis arrastados para formarum aerossol 32 que é passado do sistema de aquecimento 22.

Caso desejado, um formador de aerossol pode ser acrescentadoao plug do tabaco 24. Formadores de aerossol adequados incluem, por e-xemplo, glicerol, propileno glicol, triacetina, e outros do tipo, assim como su-as misturas. Podem ser usadas concentrações de formador de aerossol nafaixa de cerca de 0 até cerca de 25% em epso. Os formadores de aerossoltambém aumentam o envolvimento do tabaco na formação do aerossol.

Depois que o plug do tabaco 24 foi usado, pode ser removido dosistema de aquecimento 22 e substituído por um plug fresco ou por um car-tucho. O tabaco gasto do plug 24 pode ser descartado.

Será apreciado por aqueles versados na técnica que o sistemade exalar fumos elétrico aqui descrito forneça numerosas vantagens. Porexemplo, uma pequena quantidade de tabaco é usada para que o forneci-mento de tabaco se prolongue. Ao utilizar menos tabaco, o resíduo descar-tável da experiência do fumo também é reduzido. Além disso, o sistema deaquecimento libera principalmente os voláteis flavorizante do tabaco quepodem ser percebidos como mais prazerosos do que o aroma lateral resul- tante da combustão do cigarro.

O plug do tabaco 24 não está sujeito à combustão real comoocorre com artigos de fumo de acendimento na ponta. Como o sistema elé-tricô de exalar fumos tabaco aqui descrito não possui carvão em brasa, a-presenta menos risco de iniciar um incêndio quando é manuseado sem cui-dado do que um cigarro acendido convencionalmente. Pela mesma razão, osistema de exalar fumos aqui descrito requer menos limpeza e essencial-mente não há cinza a ser controlada. Além disso, o resíduo descartável nãoexistente tem menos aroma residual devido à falta de combustão. Além dis-so, a ausência de fumaça deve afastar oposições de fumantes passivos enão fumantes.

Naturalmente, várias outras modalidades do sistema de exalarfumos tabaco elétrico não somente são possíveis, mas também estão dentrodo escopo desta invenção. Por exemplo, (vide figura 3), o plug do tabaco 24pode ser substancialmente fechado pelo sistema de aquecimento 22. Nestamodalidade, o sistema de aquecimento pode incluir um aquecedor 40 que érecebido dentro de uma mortalha em geral cilíndrica 42. O sistema de acio-namento da figura 3 é como aquele da figura 1 e inclui veículos 36, baterias37, e um comutador 38.

Para fornecer um ou mais canais de fluxo de ar em torno do a-quecedor 40, o aquecedor 40 e/ou a mortalha 42 pode incluir duas ou maisaletas se estendendo radialmente para fora 44, 46 (vide figura 4) que sãooperáveis para espaçar o aquecedor 40 da mortalha 42. As aletas 44, 46podem se estender longitudinalmente ao longo da superfície externa do a-quecedor 40. As aletas 44, 46, cooperam com a mortalha 42 e o aquecedor40 para definir um par das câmaras de preaquecimento ou canais 48, 50através dos quais o ar pode entrar no sistema de exalar fumos conforme in-dicado pelas setas na FIG 3. Pelo menos um das aletas 44, 46 pode se es-tender axialmente além do aquecedor 40 e as funções como um espaçadorpara manter o aquecedor 40 longe da parede final 52 da mortalha 42.

A área em corte dos canais 48, 50 podem ser selecionados con-forme desejado. Por exemplo, pode ser desejado fornecer uma área de fluxoem torno do aquecedor 40 que é equivalente à área de fluxo através da par-te interna do aquecedor 40. Ou, pode ser desejado fornecer uma área defluxo equivalente à área de fluxo na extremidade interna do aquecedor 40 épelo menos tão grande quanto a área do fluxo através do plug do tabaco 24.Apesar da área de fluxo selecionada, o aquecedor 40 é preferencialmenteespaçado da parede final 52 por uma distância suficiente que a área de fluxoatravés dos canais 48, 50. Desta maneira, a resistência do sopro (resistênciapara retirar) é definida pelo plug do tabaco em vez da montagem do aquece-dor 40 e a mortalha 42.

Com a disposição das figuras 3 e 4, o ar entra no sistema deexalar fumos tabaco, vide setas 54, flui axialmente através das câmaras depreaquecimento ou canais 48, 50 entre o aquecedor 40 e a mortalha 52. Du-rante este tempo, o ar é aquecido por energia térmica que pode escapar deoutra maneira da superfície externa do aquecedor 40. Este ar então passaem torno da ponta do aquecedor, e flui através do plug do tabaco 24 ondepega os voláteis de sabor do tabaco aquecido pelo aquecedor 40. Conformeo ar 54 sai do aquecedor 40, ele resfria para que os voláteis condensem eformem o aerossol 56 para passar do sistema aquecedor 22.

Caso desejado, o espaçamento entre o aquecedor 40 e a morta-lha 42 pode ser obtido com estruturas diferentes das aletas longitudinaisdescritas acima. Por exemplo, aletas descontinuadas, pinos se estendendoradialmente e difusores podem ser usados conforme desejado. Podem serusados difusores para melhorar a transferência de calor sob as mesmas cir-cunstâncias.

Assim a modalidade das figuras 3 e 4 melhora a transferência decalor e é mais eficiente do que modalidades sem a mortalha 42.

O sistema elétrico de exalar fumos tabaco desta invenção podetambém incluir uma boquilha 60 (vide figuras 5 e 6 tendo uma extremidadeem comunicação de fluido com a massa do tabaco. A boquilha 60 pode serconstruída e disposta de maneira que tem uma configuração em corte cor-respondendo à seção cruzada da montagem do aquecedor 22. Além disso, aboquilha 60 pode incluir uma concha em geral cilíndrica 62 e uma bainha 64.A concha 62 se estende preferencialmente para fora do plug do tabaco 24,possui uma abertura interior, e fornece um canal ou passagem para entregaro aerossol 32. A concha 62 também funciona para fornecer estrutura de a-poio para o aquecedor 22 e o plug do tabaco 24. A bainha 64 circunda prefe-rencialmente a concha 62 e pode ser construída de papel ou quaisquer ma-teriais convencionais adequados.

A bainha se estende além da extremidade da concha 62 e paradentro da abertura dento da montagem do aquecedor 22, cuja abertura podeser entre a montagem do aquecedor 22 e a massa do tabaco. Ao anexar abainha 64 ao sistema elétrico de exalar fumos tabaco 20, a combinação dosistema de exalar fumos 20 e a boquilha 60 parece cosmeticamente com umcigarro convencional.

Quando mais de uma boquilha 60 for usada com o sistema deexalar fumos 20, ou quando uma boquilha 60 for usada com mais do sistemade exalar fumos 20, a bainha pode ser fabricada de um material suficiente-mente rígido de modo que a boquilha possa ser anexa e removível do siste-ma de exalar fumos 20 inserindo a porção que se estende da bainha 64 en- tre a montagem de aquecer 22 e o plug do tabaco 24. Em algumas aplica-ções, pode também ser desejável fornecer um filtro adequado (não demons-trado) tal como um plug de acetato de celulose na extremidade de descarteda boquilha 60. Tipicamente, este filtro seria localizado na extremidade daboquilha 60. O sistema de acionamento da figura 5 é como aquele da figura1 e inclui veículos 36, baterias 37, e um interruptor 38; contudo, na figura 5,o interruptor 38 pode ser um dispositivo sensor de sopro ou um dispositivosensor de fluxo de ar.

Outra disposição para a montagem de aquecimento é mostradanas figuras 7 e 8. Nesta modalidade, a montagem de aquecimento incluiuma extremidade fina 70 e uma projeção 72. A projeção 72, pode, por e-xemplo, ser uma haste construída e disposta de maneira que possa ser inse-rida e recebida pelo plug do tabaco 24. O comprimento axial da projeção 72é selecionado para que não se estenda através de todo o plug do tabaco. Aextremidade fina ou disco aquecedor 70 inclui passagens de ar ou aberturas74, 76 através das quais o ar pode ser introduzido para dentro do plug dotabaco 24. Pelo menos uma extremidade da peça 70 e a projeção 72 podeser energizada para gerar calor, por exemplo, por aquecimento de resistên-cia ou aquecimento de indução. Logo, contempla-se que ambas as extremi-dades finais 70 e a projeção 72 são capazes de gerar calor. Contudo, se oplug do tabaco 24 possuir um diâmetro pequeno comparado às dimensõestransversas da projeção 72, pode ser gerado calor o suficiente pela projeção72 de modo que calor adicional de uma peça da extremidade 70 não sejanecessária. O sistema de ativação da figura 7 é como aquela da figura 1 einclui veículos 36, baterias 37, e um interruptor chave 38.

Enquanto a extremidade fina 70 é descrita com duas aberturas,o número, disposição, e forma das aberturas podem variar. Por exemplo, umpadrão de furos circulares podem ser usados caso desejado. Onde a extre-midade fina 70 é aquecida, a transferência de calor para o ar passando atra-vés das aberturas pode ser aumentada utilizando aberturas menores.

Caso desejado, a montagem do aquecedor 70, 72 e o plug dotabaco associado 24 pode ser incluído em outras estruturas. Por exemplo,uma concha cilíndrica pode estar em torno do plug do tabaco, ou o plug dotabaco junto com a extremidade fina 70. Esta concha cilíndrica poderia tam-bém incluir uma boquilha.

As modalidades discutidas acima incluem um plug do tabaco emgeral cilíndrico; contudo, esta forma para o tabaco não é crucial. A seçãocruzada pode ser circular, como demonstrado. Alternativamente, a seçãocruzada pode ser uniforme ou não-uniforme e pode ter a forma desejada talcomo um polígono, elíptico, oval, toroidal, e outro do tipo. Além disso, o ta-baco pode ter outras formas adequadas como ficará claro para aqueles ver-sados na técnica. Por exemplo, o tabaco pode ter a forma de um coxim, istoé, tendo uma profundidade que é pequena comparada com a dimensãotransversa. O coxim pode ser circular, retangular, poligonal, poligonal comcantos arredondados, toroidal, e outros do tipo.

Uma modalidade em geral circular do dispositivo em coxim édescrita nas figuras 9 e 10. Aqui, o coxim 80 é feito de cortes de tabaco deenchimento. Caso desejado, o coxim 80 pode incluir uma membrana perme-ável circundante para manter sua forma e facilitar o manuseio. A espessurado coxim 80 pode estar na faixa de 10-80% da dimensão transversa nominaldo coxim 80. No contexto da figura 9, a dimensão transversa nominal seriamedida na direção vertical e corresponderia ao diâmetro do coxim 80. A es-pessura do coxim seria medida na direção horizontal, axialmente na direçãodo fluxo de ar.

O sistema de aquecimento 82 desta modalidade inclui uma placade aquecimento na relação de transferência de calor com o coxim de tabaco80. O sistema de ativação da figura 9 é como aquele da figura 1 e inclui veí-culos 36, baterias 37, e um interruptor 38. A pica 82 pode ser um disco ge-ralmente circular e pode incluir uma pluralidade de aberturas 84 para permitiro ar fluir para dentro do coxim 80. Essas aberturas 84 podem ser de qual-quer forma desejada. Em algumas aplicações, as aberturas 84 estarão di-mensionadas para fornecer transferência da placa de aquecimento 82 ao ar(vide setas 86) antes de o ar entrar no coxim de tabaco 80.

A energia térmica da placa 82 é aplicada ao coxim de tabaco 80por condução e convecção para que a temperatura do coxim seja aumenta-da para liberar voláteis de sabor. Como em outras modalidades, a tempera-tura fica na faixa de cerca de 150°C até cerca de 220°C. O ar sai do coximde tabaco com os voláteis cheios de sabor arrastados (vide seta 88), os vo-láteis cheios de sabor resfriam para formar um aerossol (vide seta 90).

O coxim 80 tendo influxo radial e escoamento axial de ar sãomostrados nas figuras 11 e 12. Nesta modalidade, o dispositivo de aqueci-mento pode incluir um aquecedor em forma de disco 92 e um aquecedoranular 94. O aquecedor em disco 92 e o aquecedor anular 94 são espaça-dos um do outro por uma distância correspondendo à espessura do coxim80 e um coxim em forma de sanduíche entre eles. Tanto o aquecedor emdisco 92 e o aquecedor anular 94 possuem relação de transferência de calorcom o coxim 80 para que os aquecedores 92, 94 possam aumentar a tempe-ratura do tabaco no coxim 80 a uma temperatura suficiente para liberar volá-teis de cheios de sabor (isto é, cerca de 150QC até cerca de 220QC). O sis-tema de ativação da figura 11 é como aquela da figura 1 e inclui veículos 36,baterias 37, e um interruptor 38.

Nesta disposição, o ar ambiente entra no coxim 90 na direçãoem geral radial, por exemplo, em resposta à inalação. Conforme o ar ambi-ente entra através do coxim 80, sua temperatura aumenta pela transferênciade calor de um ou ambos aquecedores 92, 94 e arrasta os voláteis liberadosdo tabaco. O ar com os voláteis de sabor do tabaco gira axialmente e deixaa montagem através de um orifício em geral circular ou abertura 96 no cen-tro do aquecedor anular 94. O ar com os voláteis de tabaco arrastados res-friam conforme deixam os aquecedores e condensam para formar um aeros-sol (seta 98).

Para aumentar a eficiência do aquecimento da modalidade das figuras 11 e 12, a montagem de um coxim de tabaco 80, o aquecedor emdisco 92, e o aquecedor anular 94 podem ser envolvidos em um alojamento100 (vide figuras 13 e 14). O alojamento 100 pode incluir uma parede 102fabricada de um material isolado para reduzir a perda de calor do aquecedorem disco 92. De preferência a parede isoladora 102 é co-extensiva substan- cialmente com o aquecedor em disco 92. O alojamento 100 também podeincluir uma porção defletora 103 anexa à parede de isolamento 102 e operá-vel para direcionar o fluxo de ar para dentro da massa de tabaco. O defletor103 é espaçado axialmente na frente do aquecedor anular 94. Apesar de osistema de atuação não ser mostrado esquematicamente na figura 13, o sis- tema de atuação da figura 13 é como aquela da figura 1 e inclui veículos,baterias e um interruptor.

Com esta disposição, o defletor 103 formar um canal interno104, que recebe ar ambiente através de uma abertura anular 106 e direcionao ar ambiente radialmente para fora através de uma passagem preaquecida,definida entre o aquecedor anular 94 e o defletor, para um coletor substanci-almente em torno da ponta periférica do coxim 80. Conforme o ar passa peloaquecedor anular 94 no canal 104, o ar é aquecido reduzindo a perda deenergia ou resíduo do aquecedor anular 94. O ar aquecido passa então radi-almente para dentro através do coxim 80 entre o aquecedor em disco 92 e oaquecedor anular 94 e sai através da abertura em geral circular 96.

Um tubo conector em geral cilíndrico 108 com uma seção cruza-da em geral circular é ajustada na abertura 96 e fornece uma passagem pa-ra o ar aquecido com voláteis de tabaco arrastados saindo do coxim 80 atra-vés da abertura 96. Além disso, o tubo 108 coopera com a abertura central110 do defletor 103 para definir uma entrada anular 106. O ar sai do tubo108, resfria e os voláteis de tabaco arrastados formam um aerossol.

O uso de massa de tabaco em geral toroidal é descrita nas figu-ras 15 e 16. Aqui, as características estruturais do aquecedor de tabaco elé-trico são essencialmente as mesmas daquelas do aquecedor acima descritoem conexão com as figuras 13 e 14. Apesar de o sistema de atuação nãoser esquematicamente mostrado na figura 15, o sistema de atuação da figu-ra 15 é como aquele da figura 1 e inclui veículos, baterias, e um interruptor.

A principal diferença é a massa do tabaco, que é usada. Aqui a massa dotabaco 120 tem a forma em geral toroidal, isto é, como um anel. O anel detabaco 120 fica entre o aquecedor em disco 92 e o aquecedor anular 94 paraque o anel de tabaco entre em contato com ambos aquecedores. Desta ma-neira, o ar é forçado para atravessar o anel de tabaco 120. De preferência, oanel de tabaco não se estende para fora para tocar a concha 103 para que apassagem do ar não seja obstruído.

O aquecedor elétrico de tabaco (figura 15) é mostrado com umaboquilha 122 presa em uma extremidade do tubo 108. Na outra extremidade,a boquilha 122 pode incluir um filtro adequado 124.

Também é previsto que a massa de tabaco pode ser dispostapara que porções sucessivas de massa de tabaco possam ser avançadaspara o sistema de aquecimento. Porções de massa individuais de tabacopodem ser usadas por um tempo correspondendo em geral a um sopro, atémúltiplos sopros, ou para corresponder a uma vez comparável ao fumo deum cigarro convencional. As modalidades das figuras 9-12 são especialmen-te bem adequadas para tais aplicações. Por exemplo, porções de massa detabaco sucessivas podem ser conduzidas em uma fita e avançadas na posi-ção relativa ao sistema de aquecimento por um dispositivo indexador ade-quado. Alternativamente, as porções de massa de tabaco podem ser condu-zidas por um cassete, ou podem compreender pacotes discretos.

Os termos e fases aqui utilizados não devem ser interpretadoscom precisão matemática ou geométrica, ao invés disso, a terminologia ge-ométrica deve ser interpretada com significado aproximativo ou similar aostermos e conceitos geométricos. Onde o termo "cerca de" for usado em rela-ção a um número, há a intenção de que este número tenha uma tolerânciade mais ou menos 5%. Similarmente, termos tais como "em geral" e "subs-tancialmente" têm a intenção de englobar ambos os significados precisos determos e conceitos associados, assim como de fornecer latitude razoávelque é consistente com a forma, função, e/ou significado.

Agora ficará claro para aqueles versados na técnica que estaespecificação descreve um novo sistema elétrico de exalar fumos útil, nãoóbvio e sem fumaça. Também ficará claro para aqueles versados na técnicaque as numerosas modificações, variações, substituições, e equivalentesexistem para vários aspectos da invenção que foram descritos na descriçãodetalhada acima. Da mesma forma, tem-se a intenção expressa de que ιο-das as tais modificações, variações, substituições e equivalentes que caiamno espírito e escopo da invenção, como definidos pelos pedidos apensos,sejam englobados.

Claims (20)

A presente invenção refere-se a:

1. Sistema de exalar fumos tabaco sem combustível compreen-dendo:uma massa de tabaco; eaparelho de aquecimento, incluindo substancialmente a massade tabaco, operada eletricamente, operável para aquecer a massa do tabacoaté uma temperatura na faixa de 150°C até 220°C, definindo um canal detransferência de calor cujo ar é direcionado.

2. Sistema de exalar fumos tabaco sem combustão de acordocom a reivindicação 1, onde:(a) a massa do tabaco possui uma forma simétrica rotacional;e/ou(b) a massa do tabaco é envolta em um veículo; e/ou(c) pelo menos parte da superfície da massa do tabaco estejaconforme o aparelho de aquecimento.

3. Sistema de exalar fumos tabaco sem combustão de acordocom a reivindicação 2, onde:(a) a massa do tabaco possui uma forma geralmente cilíndrica;e/ou(b) a massa do tabaco possui uma forma de disco; e/ou(c) a massa de tabaco é em geral de forma toroidal.

4. Sistema de exalar fumos tabaco sem combustão de acordocom a reivindicação 3, onde:(a) a forma cilíndrica é sólida; e/ou(b) a forma cilíndrica é oca.

5. Sistema de exalar fumos tabaco sem combustão de acordocom a reivindicação 2, onde:(a) o veículo é papel; e/ou(b) o veículo é um material tipo peneira.

6. Sistema de exalar fumos tabaco sem combustão de acordocom a reivindicação 2, onde:(a) o aparelho aquecedor inclui um elemento de aquecimentosubstancialmente cilíndrico; e/ou(b) o aquecedor inclui uma haste, a haste sendo recebida pelamassa do tabaco; e/ou(c) o aquecedor inclui uma placa aquecedora; e/ou(d) o aquecedor inclui uma placa anular e uma placa na forma dedisco, e onde a massa de tabaco é presa entre a placa anular e a placa emforma de disco.

7. Sistema de exalar fumos sem combustão de acordo com areivindicação 6 incluindo um elemento de aquecimento substancialmentecilíndrico e ainda inclui uma mortalha que recebe o elemento de aquecimen-to substancialmente cilíndrico.

8. Sistema de exalar fumos sem combustão de acordo com areivindicação 7 onde o elemento de aquecimento substancialmente cilíndricoe a mortalha definem a câmara de preaquecimento do ar.

9. Sistema de exalar fumos sem combustão de acordo com areivindicação 2 ainda incluindo uma boquilha tendo uma extremidade emcomunicação de fluido com a massa do tabaco.

10. Sistema de exalar fumos tabaco sem combustão de acordocom a reivindicação 9, onde:(a) a boquilha inclui uma segunda extremidade tendo um filtro;e/ou(b) a boquilha é presa entre a massa de tabaco e o aquecedor.

11. Sistema de exalar fumos tabaco sem combustão de acordocom a reivindicação 6 na qual o aquecedor inclui uma haste, onde a hasteaquecedora tem uma extremidade se estendendo da massa de tabaco, e poronde um disco aquecedor é preso à haste aquecedora.

12. Sistema de exalar fumos tabaco sem combustão de acordocom a reivindicação 11, onde o disco aquecedor inclui passagens de ar.

13. Sistema de exalar fumos tabaco sem combustão de acordocom a reivindicação 6, incluindo uma placa aquecedora, onde:(a) a placa aquecedora é em geral circular; e/ou(b) a placa aquecedora inclui passagens de ar na mesma; e/ou(c) o sistema ainda inclui uma placa de isolamento em geral co-extensiva com a placa aquecedora.

14. Sistema de exalar fumos sem combustão de acordo com areivindicação 6 inclui ainda um defletor circundando substancialmente amassa de tabaco e operável para direcionar o influxo para dentro da massade tabaco.

15. Sistema de exalar fumos tabaco sem combustão de acordocom a reivindicação 14, incluindo uma placa aquecedora anular.

16. Sistema de exalar fumos sem combustão de acordo com areivindicação 15 onde o elemento defletor e a placa de aquecimento anulardefinem a passagem de preaquecimento.

17. Sistema de exalar fumos sem combustão de acordo com areivindicação 13 ou 14 inclui ainda um tubo conector que define a passagemde influxo de ar do ar saindo do sistema de exalar fumos.

18. Sistema de exalar fumos tabaco sem combustão de acordocom a reivindicação 17, incluindo ainda uma boquilha.

19. Sistema de exalar fumos tabaco sem combustão de acordocom a reivindicação 18, onde a boquilha inclui um filtro.

20. Método de produzir aerossol de tabaco compreendendo:estabelecimento de uma passagem de ar;entrar em contato com a massa de tabaco da dita passagem dear enquanto aquece a dita massa de tabaco até uma temperatura na faixa de-150°C até 220°C, definindo o canal de transferência de calor através do qualo ar é direcionado.