ES2618906T3 - Sistema generador de aerosol que tiene medios para manejar el consumo de un sustrato liquido - Google Patents

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Abstract

Un sistema generador de aerosol que se hace funcionar eléctricamente (100) para recibir un sustrato formador de aerosol (115), el sistema comprende: una porción de almacenamiento de líquido (113) para almacenar un sustrato líquido formador de aerosol; un calentador eléctrico (119) que comprende al menos un elemento de calentamiento para calentar un sustrato líquido formador de aerosol; y circuitos eléctricos (109) configurados para monitorizar la activación del calentador eléctrico caracterizados porque los circuitos eléctricos se configuran además para estimar una cantidad de sustrato líquido formador de aerosol restante en la porción de almacenamiento de líquido en base a la activación monitorizada.

Description

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DESCRIPCION
Sistema generador de aerosol que tiene medios para manejar el consumo de un sustrato liquido
La presente invencion se refiere a un sistema generador de aerosol que se hace funcionar electricamente. En particular, la presente invencion se refiere a un sistema generador de aerosol que se hace funcionar electricamente en el cual el sustrato formador de aerosol es liquido y se contiene dentro de una porcion de almacenamiento de liquido.
El documento WO 2007/078273 describe un utensilio para fumar electrico. Un liquido se almacena en un recipiente que se comunica con un vaporizador calentador, energizado por una baterfa, mediante una serie de pequenas aberturas. El calentador tiene forma de un calentador electrico enrollado en espiral montado en un soporte electricamente aislante. Durante el uso, el calentador se activa mediante la boca de un usuario para encender el suministro de energfa de la baterfa. La succion por la boquilla por parte del usuario provoca que el aire se arrastre a traves de los agujeros en el recipiente, sobre el vaporizador calentador, hacia dentro de la boquilla y subsecuentemente hacia dentro de la boca de un usuario.
El documento EP 2253233 A describe un sistema para fumar que se hace funcionar electricamente que comprende un calentador electrico para calentar un sustrato formador de aerosol y circuitos electricos configurados para monitorizar la activacion del calentador para determinar cuando debe terminar una experiencia de fumado.
Los sistemas generadores de aerosol que se hacen funcionar electricamente de la tecnica anterior, incluyendo los sistemas para fumar referidos anteriormente, tienen un numero de ventajas, pero aun queda oportunidad de mejorar el diseno, particularmente con referencia al manejo del sustrato liquido formador de aerosol almacenado en el recipiente.
De conformidad con un primer aspecto de la invencion, se proporciona un sistema generador de aerosol que se hace funcionar electricamente para recibir un sustrato formador de aerosol, el sistema comprende: una porcion de almacenamiento de liquido para almacenar el sustrato liquido formador de aerosol; un calentador electrico que comprende al menos un elemento de calentamiento para calentar el sustrato liquido formador de aerosol; y circuitos electricos configurados para monitorizar la activacion del calentador electrico y estimar una cantidad de sustrato liquido formador de aerosol restante en la porcion de almacenamiento de liquido en base a la activacion monitorizada.
El sistema generador de aerosol se dispone para vaporizar el sustrato formador de aerosol para formar el aerosol. Como se conoce por los expertos en la tecnica, un aerosol es una suspension de partfculas solidas o gotas de liquido en un gas, tal como aire.
La activacion del calentador electrico puede monitorizarse de varias maneras, por ejemplo monitoreando la temperatura del elemento de calentamiento en el tiempo, la resistencia del elemento de calentamiento en el tiempo, o la energfa aplicada al calentador en el tiempo, o una combinacion de dos o mas de estos parametros.
Preferentemente, los circuitos electricos se configuran para estimar una cantidad consumida de sustrato liquido formador de aerosol, y para sustraer la cantidad consumida de una cantidad inicial conocida para proporcionar un estimado de sustrato liquido formador de aerosol restante en la porcion de almacenamiento de liquido.
Preferentemente, los circuitos electricos se configuran para monitorizar la activacion del calentador electrico monitoreando la temperatura o resistencia del elemento de calentamiento en el tiempo para estimar una cantidad consumida de sustrato formador de aerosol. Preferentemente, los circuitos electricos se configuran para estimar una cantidad consumida de aerosol en base a una primera ecuacion que relaciona la temperatura o resistencia del elemento de calentamiento al consumo del sustrato formador de aerosol hasta un primer umbral de temperatura o resistencia y en base a una segunda ecuacion que relaciona la temperatura o resistencia del elemento de calentamiento al consumo del sustrato formador de aerosol por encima del primer umbral de temperatura o resistencia.
Preferentemente la segunda ecuacion es una ecuacion lineal. Preferentemente, la segunda ecuacion depende de la energfa aplicada al elemento de calentamiento. La segunda ecuacion representa preferentemente la difusion termica a traves del sustrato formador de aerosol y cualquier elemento que contenga el sustrato formador de aerosol.
Preferentemente, la primera ecuacion es una ecuacion no lineal. Preferentemente, la primera ecuacion es independiente de la energfa aplicada al elemento de calentamiento. La primera ecuacion representa preferentemente la entalpfa de vaporizacion del sustrato liquido formador de aerosol.
El valor del primer umbral depende de la composicion del sustrato liquido formador de aerosol. Preferentemente, el primer umbral es el punto de ebullicion del sustrato liquido formador de aerosol, y con mas preferencia el punto de ebullicion del sustrato liquido formador de aerosol a presion atmosferica.
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La primera ecuacion y segunda ecuacion tambien dependen de la composicion del sustrato liquido formador de aerosol, asf como de las propiedades especfficas del sistema, tales como las dimensiones y propiedades de los materiales, y la energfa aplicada al calentador. Preferentemente, la primera y segunda ecuaciones se derivan y almacenan por lo tanto empfricamente en los circuitos electricos. Una pluralidad de diferentes ecuaciones puede almacenarse en los circuitos electricos para su uso con diferentes composiciones de sustrato liquido formador de aerosol y para su uso en niveles de energfa diferentes.
Por supuesto, como alternativa a dos ecuaciones para modelar la relacion entre la temperatura o resistencia y el consumo de sustrato, puede usarse una unica ecuacion mas compleja, que se deriva por correlacion con los datos empfricamente derivados para el consumo de sustrato. Alternativamente, pueden usarse tres o mas ecuaciones si es apropiado. Pero los inventores han apreciado que para un calculo exacto de consumo de sustrato liquido debe considerarse la evolucion de la temperatura del elemento de calentamiento asf como el comportamiento diferente de la evaporacion por encima o por debajo del punto de ebullicion del sustrato liquido. Es conveniente ademas proporcionar diferentes modelos para niveles de energfa diferentes aplicados al calentador.
Es ventajoso proporcionar los circuitos electricos para determinar una cantidad de sustrato liquido formador de aerosol en la porcion de almacenamiento de liquido. Por ejemplo, cuando la porcion de almacenamiento de liquido esta vacfa o casi vacfa, puede suministrarse insuficiente sustrato liquido formador de aerosol al calentador electrico. Esto puede significar que el aerosol creado no tiene las propiedades deseadas, por ejemplo, el tamano de partfculas del aerosol. Esto puede resultar en una mala experiencia para el usuario. Ademas, si puede determinarse cuando la porcion de almacenamiento de liquido esta vacfa o casi vacfa, es posible informar al usuario. Entonces el usuario puede reemplazar o rellenar la porcion de almacenamiento de liquido.
Para el sustrato liquido formador de aerosol, se eligen ciertas propiedades ffsicas, por ejemplo la presion de vapor o viscosidad del sustrato, de manera que sean adecuados para su uso en el sistema generador de aerosol. El liquido comprende preferentemente un material que contiene tabaco que comprende compuestos volatiles con sabor a tabaco que se liberan del liquido despues que se calienta. Adicional o alternativamente, el liquido puede comprender un material que no es de tabaco. El liquido puede incluir agua, etanol, u otros solventes, extractos de plantas, soluciones de nicotina, y saborizantes naturales o artificiales. Preferentemente, el liquido ademas comprende un formador de aerosol. Los ejemplos de formadores de aerosol adecuados son la glicerina y el propilenglicol.
Una ventaja de proporcionar una porcion de almacenamiento de liquido es que el liquido en la porcion de almacenamiento de liquido se protege del aire ambiente. En algunas modalidades, la luz ambiente tampoco puede entrar a la porcion de almacenamiento de liquido, de manera que se evita el riesgo de la degradacion del liquido. Ademas, puede mantenerse un alto nivel de higiene. Si la porcion de almacenamiento de liquido no es rellenable y el liquido en la porcion de almacenamiento de liquido se ha agotado o ha disminuido hasta un umbral predeterminado, la porcion de almacenamiento de liquido tiene que reemplazarse por el usuario. Durante tal reemplazo, tiene que evitarse la contaminacion del usuario con el liquido. Alternativamente, la porcion de almacenamiento de liquido puede ser rellenable. En ese caso, cuando la cantidad de sustrato liquido formador de aerosol en la porcion de almacenamiento de liquido ha disminuido hasta un umbral predeterminado, la porcion de almacenamiento de liquido puede rellenarse. Preferentemente, la porcion de almacenamiento de liquido se dispone para contener liquido para un numero predeterminado de caladas o ciclos de calentamiento.
El calentador electrico puede comprender un unico elemento de calentamiento. Alternativamente, el calentador electrico puede comprender mas de un elemento de calentamiento, por ejemplo dos, o tres, o cuatro, o cinco, o seis o mas elementos de calentamiento. El elemento de calentamiento o los elementos de calentamiento pueden disponerse apropiadamente para que calienten de manera mas efectiva el sustrato liquido formador de aerosol.
Al menos un elemento de calentamiento electrico preferentemente comprende un material electricamente resistivo. Los materiales electricamente resistivos adecuados incluyen pero no se limitan a: semiconductores tales como ceramicas dopadas, ceramicas electricamente “conductoras” (tales como, por ejemplo, disiliciuro de molibdeno), carbono, grafito, metales, aleaciones de metal y materiales compuestos fabricados de un material ceramico y un material metalico. Tales materiales compuestos pueden comprender ceramicas dopadas o no dopadas. Ejemplos de ceramicas dopadas adecuadas incluyen carburos de silicio dopado. Ejemplos de metales adecuados incluyen titanio, zirconio, tantalo y metales del grupo del platino. Los ejemplos de aleaciones de metal adecuadas incluyen acero inoxidable, constantan, aleaciones que contienen nfquel, cobalto, cromo, aluminio, titanio, zirconio, hafnio, niobio, molibdeno, tantalo, tungsteno, estano, galio, manganeso y hierro, y superaleaciones basadas en nfquel, hierro, cobalto, acero inoxidable, Timetal®, aleaciones basadas en hierro-aluminio y aleaciones basadas en hierro- manganeso-aluminio. Timetal® es una marca registrada de Titanium Metals Corporation. En los materiales compuestos, el material electricamente resistivo puede opcionalmente incorporarse, encapsularse o recubrirse con un material aislante o viceversa, en dependencia de las cineticas de transferencia de energfa y las propiedades fisicoqufmicas externas requeridas. El elemento de calentamiento puede comprender una lamina metalica grabada aislada entre dos capas de un material inerte. En ese caso, el material inerte puede comprender Kapton®, lamina de mica o todo poliimida. Kapton® es una marca registrada de E.I. du Pont de Nemours and Company.
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Al menos un elemento de calentamiento electrico puede tomar cualquier forma adecuada. Por ejemplo, al menos un elemento de calentamiento electrico puede tomar la forma de una lamina de calentamiento. Alternativamente, al menos un elemento de calentamiento electrico puede tomar la forma de una cubierta o sustrato que tiene diferentes porciones electroconductoras, o un tubo metalico electricamente resistivo. La porcion de almacenamiento de lfquido puede incorporar un elemento de calentamiento desechable. Alternativamente, una o mas agujas o varillas de calentamiento, que se extienden a traves del sustrato lfquido formador de aerosol, tambien pueden ser adecuadas. Alternativamente, al menos un elemento de calentamiento electrico puede comprender una lamina de material flexible. Otras alternativas incluyen un filamento o alambre de calentamiento, por ejemplo un alambre o placa de calentamiento de Ni-Cr (nfquel-cromo), platino, tungsteno o de aleacion. Opcionalmente, el elemento de calentamiento puede depositarse en o sobre un material portador rfgido.
Al menos un elemento de calentamiento electrico puede comprender un disipador de calor, o deposito de calor, que comprende un material capaz de absorber y almacenar calor y posteriormente liberar el calor con el paso del tiempo para calentar el sustrato formador de aerosol. El disipador de calor puede formarse de cualquier material adecuado, tal como un material metalico o ceramico adecuado. Preferentemente, el material tiene una alta capacidad termica (material de almacenamiento sensible al calor), o es un material capaz de absorber y posteriormente liberar el calor por medio de un proceso reversible, tal como un cambio de fase a alta temperatura. Los materiales de almacenamiento sensibles al calor adecuados incluyen gel de sflice, alumina, carbono, lana de vidrio, fibra de vidrio, minerales, un metal o aleacion tal como aluminio, plata o plomo, y un material celulosico tal como papel. Otros materiales adecuados que liberan calor por medio de un cambio de fase reversible incluyen parafina, acetato de sodio, naftalina, cera, oxido de polietileno, un metal, una sal de metal, una mezcla de sales eutecticas o una aleacion.
El disipador de calor o el deposito de calor pueden disponerse de manera que esten en contacto directo con el sustrato lfquido formador de aerosol y puedan transferir el calor almacenado directamente al sustrato. Alternativamente, el calor almacenado en el disipador de calor o el deposito de calor puede transferirse al sustrato formador de aerosol por medio de un conductor del calor, como un tubo metalico.
Al menos un elemento de calentamiento puede calentar el sustrato lfquido formador de aerosol por medio de la conduccion. El elemento de calentamiento puede estar al menos parcialmente en contacto con el sustrato. Alternativamente, el calor desde el elemento de calentamiento puede conducirse hacia el sustrato por medio de un elemento conductor del calor.
Alternativamente, al menos un elemento de calentamiento puede transferir calor al aire ambiente entrante que se aspira a traves del sistema generador de aerosol que se hace funcionar electricamente durante el uso, el cual a su vez calienta el sustrato formador de aerosol. El aire ambiente puede calentarse antes de pasar a traves del sustrato formador de aerosol. Alternativamente, el aire ambiente puede aspirarse primero a traves del sustrato lfquido y despues calentarse.
Preferentemente, el sistema generador de aerosol que se hace funcionar electricamente comprende ademas una mecha capilar para transportar el sustrato lfquido formador de aerosol desde la porcion de almacenamiento de lfquido al calentador electrico.
Preferentemente, la mecha capilar se dispone para estar en contacto con el lfquido en la porcion de almacenamiento de lfquido. Preferentemente, la mecha capilar se extiende hacia la porcion de almacenamiento de lfquido. En ese caso, durante el uso, el lfquido se transfiere desde la porcion de almacenamiento de lfquido hacia el calentador electrico por accion capilar en la mecha capilar. En una modalidad, la mecha capilar tiene un primer extremo y un segundo extremo, el primer extremo que se extiende hacia la porcion de almacenamiento de lfquido para entrar en contacto con el lfquido de este y el calentador electrico que se dispone para calentar el lfquido en el segundo extremo. Cuando el calentador se activa, el lfquido en el segundo extremo de la mecha capilar se vaporiza mediante al menos un elemento de calentamiento del calentador para formar el vapor supersaturado. El vapor supersaturado se mezcla y se transporta en el flujo de aire. Durante el flujo, el vapor se condensa para formar el aerosol y el aerosol se transporta hacia la boca de un usuario. El sustrato lfquido formador de aerosol tiene propiedades ffsicas, que incluyen la viscosidad y la tension superficial, las cuales permiten que el lfquido se transporte a traves de la mecha capilar mediante accion capilar.
La mecha capilar puede tener una estructura fibrosa o esponjosa. La mecha capilar preferentemente comprende un conjunto de capilares. Por ejemplo, la mecha capilar puede comprender una pluralidad de fibras o hilos u otros tubos de calibre fino. Las fibras o hilos pueden generalmente alinearse en la direccion longitudinal del sistema generador de aerosol. Alternativamente, la mecha capilar puede comprender un material similar a la esponja o similar a la espuma conformado en forma de varilla. La forma de varilla puede extenderse a lo largo de la direccion longitudinal del sistema generador de aerosol. La estructura de la mecha forma una pluralidad de pequenos orificios o tubos, a traves de los cuales el lfquido puede transportarse mediante la accion capilar. La mecha capilar puede comprender cualquier material o combinacion de materiales adecuados. Los ejemplos de los materiales adecuados son materiales capilares, por ejemplo, un material de esponja o espuma, materiales a base de ceramica o de grafito en forma de fibras o polvos sinterizados, material de metal espumado o plastico, un material fibroso, por ejemplo de
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fibras enrolladas o extrudidas, tales como acetato de celulosa, poliester, o poliolefina unida, polietileno, fibras terileno o polipropileno, fibras de nilon o ceramica. La mecha capilar puede tener cualquier capilaridad y porosidad adecuadas a fin de usarse con diferentes propiedades ffsicas del lfquido. El lfquido tiene propiedades ffsicas, que incluyen pero no limitan a la viscosidad, tension superficial, densidad, conductividad termica, punto de ebullicion y presion de vapor, que permita que el lfquido se transporte a traves del dispositivo capilar por accion capilar.
Preferentemente, el al menos un elemento de calentamiento tiene la forma de un alambre o filamento de calentamiento envolvente, y que soporta opcionalmente la mecha capilar. Las propiedades capilares de la mecha, combinadas con las propiedades del lfquido, garantizan que, durante el uso normal, la mecha este siempre humeda en el area de calentamiento. Si la mecha esta seca, puede haber un sobrecalentamiento. Proporcionar una mecha capilar puede por lo tanto ser ventajoso ya que permitira una medida de este sobrecalentamiento, que a su vez puede permitir una determinacion de cuando la cantidad de sustrato lfquido formador de aerosol en la porcion de almacenamiento de lfquido ha disminuido hasta un umbral predeterminado.
La mecha capilar y el calentador, y opcionalmente, la porcion de almacenamiento de lfquido, pueden retirarse del sistema generador de aerosol como un componente unico.
En un caso, los circuitos electricos comprenden un sensor para detectar el flujo de aire indicador de que un usuario toma una calada. En ese caso, los circuitos electricos se dispone preferentemente para proporcionar un pulso de corriente electrica al calentador electrico a una potencia predeterminada cuando el sensor sensa que un usuario toma una calada. El perfodo de tiempo del pulso de corriente electrica puede establecerse previamente, en dependencia de la cantidad de lfquido que se desea vaporizar. El circuito electrico se programa preferentemente para este proposito. En esa modalidad, los circuitos electricos pueden disponerse para monitorizar el tiempo total de los periodos de tiempo de los pulsos de corriente electrica y a partir del tiempo total monitorizado, predecir cuando la cantidad de sustrato lfquido formador de aerosol en la porcion de almacenamiento de lfquido disminuira hasta el umbral predeterminado.
El sistema generador de aerosol que se hace funcionar electricamente puede comprender ademas un sensor de temperatura para medir la temperatura del al menos un elemento de calentamiento y los circuitos electricos se configuran para monitorizar la temperatura del al menos un elemento de calentamiento segun lo sensado por el sensor de temperatura.
En otra modalidad, los circuitos electricos se disponen para medir la resistencia electrica del al menos un elemento de calentamiento, para determinar la temperatura del elemento de calentamiento a partir de la resistencia electrica medida.
En esa modalidad, los circuitos electricos pueden disponerse para medir la resistencia electrica del al menos un elemento de calentamiento midiendo la corriente a traves del al menos un elemento de calentamiento y la tension a traves del al menos un elemento de calentamiento y determinar la resistencia electrica del al menos un elemento de calentamiento a partir de la corriente y tension medidas. En ese caso, los circuitos electricos pueden comprender un resistor, que tiene una resistencia conocida, en serie con el al menos un elemento de calentamiento y los circuitos electricos pueden disponerse para medir la corriente a traves del al menos un elemento de calentamiento midiendo la tension a traves de la resistencia conocida y determinando la corriente a traves del al menos un elemento de calentamiento a partir de la tension y la resistencia conocida medidas.
Alternativamente, los circuitos electricos pueden comprender un interruptor que se puede accionar manualmente para que un usuario inicie una calada. Los circuitos electricos se disponen para proporcionar un pulso de corriente electrica al calentador electrico cuando el usuario inicia una calada. Preferentemente, el perfodo de tiempo del pulso de corriente electrica se establece previamente, en dependencia de la cantidad de lfquido que se desea vaporizar. El circuito electrico se programa preferentemente para este proposito. En esta modalidad, los circuitos electricos pueden disponerse para monitorizar el tiempo total en el que el interruptor que funciona manualmente se activa y, a partir del tiempo total monitorizado, estimar una cantidad de sustrato lfquido formador de aerosol en la porcion de almacenamiento de lfquido.
Los circuitos electricos pueden comprender un sensor para detectar la presencia de una porcion de almacenamiento de lfquido. El sensor es preferentemente capaz de distinguir una porcion de almacenamiento de lfquido de otra porcion de almacenamiento de lfquido y por lo tanto determinar cuanto sustrato lfquido formador de aerosol se contiene dentro de la porcion de almacenamiento de lfquido cuando esta llena. El sensor puede ademas ser capaz de determinar la composicion del lfquido en la porcion de almacenamiento de lfquido en base a marcas codificadas en la porcion de almacenamiento de lfquido o la forma o tamano de la porcion de almacenamiento de lfquido. Este, acoplado con la activacion monitorizada, puede permitir que los circuitos electricos predigan la cantidad de sustrato lfquido formador de aerosol en la porcion de almacenamiento de lfquido durante el uso.
En una modalidad preferida, los circuitos electricos se disponen, cuando la cantidad de sustrato lfquido formador de aerosol en la porcion de almacenamiento de lfquido ha disminuido hasta un umbral predeterminado, para desactivar el calentador electrico.
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Esto es ventajoso porque el usuario puede entonces no usar mas el sistema generador de aerosol cuando hay insuficiente sustrato lfquido formador de aerosol. Esto evitara la creacion de un aerosol que no tiene las propiedades deseadas. Esto evitara una mala experiencia para el usuario.
Los circuitos electricos pueden disponerse para desactivar el calentador electrico haciendo explotar un fusible electrico entre el calentador electrico y un suministro de energfa electrica. Los circuitos electricos pueden disponerse para desactivar el calentador electrico apagando un interruptor entre el calentador electrico y un suministro de energfa electrica. Los metodos alternativos para desactivar el calentador electrico seran evidentes para un experto.
En una modalidad preferida, los circuitos electricos se disponen, cuando la cantidad de sustrato lfquido formador de aerosol en la porcion de almacenamiento de lfquido ha disminuido hasta un umbral predeterminado, para indicar esto a un usuario. Esto es ventajoso debido a que la indicacion permite que el usuario rellene o reemplace la porcion de almacenamiento de lfquido.
El sistema generador de aerosol que se hace funcionar electricamente puede comprender una pantalla para el usuario. En ese caso, la indicacion puede comprender una indicacion en la pantalla para el usuario. Alternativamente, la indicacion puede comprender una indicacion audible, o cualquier otro tipo adecuado de indicacion para un usuario.
El sistema generador de aerosol puede comprender ademas un suministro de energfa electrica. Preferentemente, el sistema generador de aerosol comprende un alojamiento. Preferentemente, el alojamiento se alarga. Si la generacion de aerosol incluye una mecha capilar, el eje longitudinal de la mecha capilar y el eje longitudinal del alojamiento pueden ser sustancialmente paralelos. El alojamiento puede comprender una armazon y una boquilla. En ese caso, todos los componentes pueden contenerse tanto en la armazon como en la boquilla. En una modalidad, el alojamiento incluye un inserto que puede retirarse que comprende la porcion de almacenamiento de lfquido, la mecha capilar y el calentador. En esa modalidad, esas partes del sistema generador de aerosol pueden eliminarse del alojamiento como un componente unico. Esto puede ser util para rellenar o reemplazar la porcion de almacenamiento de lfquido, por ejemplo.
El alojamiento puede comprender cualquier material o combinacion de materiales adecuados. Los ejemplos de materiales adecuados incluyen metales, aleaciones, plasticos o materiales compuestos que contienen uno o mas de esos materiales, o termoplasticos que son adecuados para aplicaciones alimenticias o farmaceuticas, por ejemplo polipropileno, polieteretercetona (PEEK) y polietileno. Preferentemente, el material es ligero y no frag il.
Preferentemente, el sistema generador de aerosol es portatil. El sistema generador de aerosol puede ser un sistema para fumar y puede tener un tamano comparable a un tabaco o cigarrillo convencional. El sistema para fumar puede tener una longitud total entre aproximadamente 30 mm y aproximadamente 150 mm. El sistema para fumar puede tener un diametro externo entre aproximadamente 5 mm y aproximadamente 30 mm.
Preferentemente el sistema generador de aerosol que se hace funcionar electricamente es un sistema para fumar calentado electricamente.
De conformidad con un segundo aspecto de la invencion, se proporciona un metodo que comprende: proporcionar un sistema generador de aerosol que se hace funcionar electricamente que comprende una porcion de almacenamiento de lfquido para almacenar el sustrato lfquido formador de aerosol y un calentador electrico que comprende al menos un elemento de calentamiento para calentar el sustrato lfquido formador de aerosol; y monitorizar la activacion del calentador electrico y estimar una cantidad de sustrato lfquido formador de aerosol restante en la porcion de almacenamiento de lfquido en base a la activacion monitorizada.
Preferentemente, la etapa de monitorizar la activacion del calentador electrico comprende monitorizar la temperatura o resistencia del elemento de calentamiento en el tiempo para estimar una cantidad consumida de sustrato formador de aerosol. Preferentemente, el estimado de una cantidad consumida de aerosol se hace en base a una primera ecuacion que relaciona la temperatura o resistencia del elemento de calentamiento al consumo del sustrato formador de aerosol hasta un primer umbral de temperatura o resistencia y en base a una segunda ecuacion que relaciona la temperatura o resistencia del elemento de calentamiento al consumo del sustrato formador de aerosol por encima del primer umbral de temperatura o resistencia.
Preferentemente, la segunda ecuacion es una ecuacion lineal. La segunda ecuacion representa preferentemente la difusion termica a traves del sustrato formador de aerosol o un elemento que aloja el sustrato formador de aerosol.
Preferentemente, la primera ecuacion es una ecuacion no lineal. La primera ecuacion representa preferentemente la entalpfa de vaporizacion del sustrato lfquido formador de aerosol.
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De conformidad con un tercer aspecto de la invencion, se proporcionan circuitos electricos para un sistema generador de aerosol que se hace funcionar electricamente, los circuitos electricos que se disponen para llevar a cabo el metodo del segundo aspecto de la invencion.
De conformidad con un cuarto aspecto de la invencion, se proporciona un programa informatico que, cuando se ejecuta en circuitos electricos programables para un sistema generador de aerosol que se hace funcionar electricamente, provoca que los circuitos electricos programables lleven a cabo el metodo del segundo aspecto de la invencion.
De conformidad con un quinto aspecto de la invencion, se proporciona un medio de almacenamiento legible por ordenador que tiene almacenado un programa informatico de conformidad con el cuarto aspecto de la invencion.
Las caracterfsticas descritas en relacion con el sistema generador de aerosol de la invencion pueden aplicarse ademas al metodo de la invencion. Y, las caracterfsticas descritas en relacion con el metodo de la invencion pueden aplicarse ademas al sistema generador de aerosol de la invencion.
La invencion se describira ahora adicionalmente, a modo de ejemplo solamente, con referencia a los dibujos adjuntos, en los cuales:
la Figura 1 muestra un ejemplo de un sistema generador de aerosol que se hace funcionar electricamente que tiene una porcion de almacenamiento de lfquido;
la Figura 2 es un grafico de la masa total de partfculas contra la energfa aplicada para dos composiciones de sustrato lfquido formador de aerosol diferentes en un dispositivo del tipo mostrado en la Figura 1;
la Figura 3 es un grafico de la velocidad de evaporacion contra la temperatura de una composicion lfquida hasta el punto de ebullicion, junto con una curva correlacionada con los puntos graficados;
la Figura 4 es un grafico que muestra la velocidad de evaporacion de una composicion lfquida contra la temperatura en un dispositivo del tipo mostrado en la Figura 1, que muestra la velocidad de evaporacion para dos niveles de energfa diferentes;
la Figura 5 es un grafico que muestra la evolucion de la temperatura de un elemento de calentamiento durante una calada, con diferentes marcas mostradas para diferentes etapas en el consumo del sustrato lfquido formador de aerosol;
la Figura 6 es un grafico que muestra la velocidad de evaporacion del lfquido durante una calada y la temperatura correspondiente del elemento de calentamiento;
la Figura 7 es un grafico que muestra la masa evaporada acumulativa para una calada;
la Figura 8 es un grafico que muestra, en el eje y, la resistencia del elemento de calentamiento y, en el eje x, la temperatura del elemento de calentamiento de un calentador electrico de un sistema generador de aerosol que se hace funcionar electricamente; y
la Figura 9 es un diagrama de circuito esquematico, que permite que se mida la resistencia del elemento de calentamiento, de conformidad con una modalidad de la invencion.
La Figura 1 muestra un ejemplo de un sistema generador de aerosol que se hace funcionar electricamente que tiene una porcion de almacenamiento de lfquido. En la Figura 1, el sistema es un sistema para fumar. El sistema para fumar 100 de la Figura 1 comprende un alojamiento 101 que tiene un extremo de boquilla 103 y un extremo del cuerpo 105. En el extremo del cuerpo, se proporciona un suministro de energfa electrica en la forma de una baterfa 107 y circuitos electricos 109. Tambien se proporciona un sistema de deteccion de caladas 111 en cooperacion con los circuitos electricos 109. En el extremo de la boquilla, se proporciona una porcion de almacenamiento de lfquido en forma de cartucho 113 que contiene lfquido 115, una mecha capilar 117 y un calentador 119. Debe notarse que el calentador se muestra solo esquematicamente en la Figura 1. En la modalidad ilustrativa mostrada en la Figura 1, un extremo de la mecha capilar 117 se extiende hacia el cartucho 113 y el otro extremo de la mecha capilar 117 se rodea por el calentador 119. El calentador se conecta a los circuitos electricos por medio de conexiones 121, las cuales pueden pasar a lo largo de las afueras del cartucho 113 (no se muestra en la Figura 1). El alojamiento 101 tambien incluye una entrada de aire 123, una salida de aire 125 en el extremo de la boquilla, y una camara formadora de aerosol 127.
Durante el uso, el funcionamiento es el siguiente. El lfquido 115 se transporta por accion capilar desde el cartucho 113 del extremo de la mecha 117 la cual se extiende dentro del cartucho hacia el otro extremo de la mecha la cual se rodea por el calentador 119. Cuando un usuario aspira por el sistema generador de aerosol en la salida de aire 125, el aire ambiente se aspira a traves de la entrada de aire 123. En el arreglo mostrado en la Figura 1, el sistema
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de deteccion de caladas 111 sensa la calada y activa el calentador 119. La baterfa 107 suministra energfa electrica al calentador 119 para calentar el extremo de la mecha 117 rodeada por el calentador. El lfquido en ese extremo de la mecha 117 se vaporiza por el calentador 119 para crear un vapor supersaturado. Al mismo tiempo, el lfquido que se vaporiza se reemplaza por un lfquido adicional que se mueve a lo largo de la mecha 117 por accion capilar. (A esto a veces se hace referencia como “accion de bombeo”). El vapor supersaturado creado se mezcla con y se transporta en el flujo de aire desde la entrada de aire 123. En la camara formadora de aerosol 127, el vapor se condensa para formar un aerosol inhalable, el cual se transporta hacia la salida 125 y hacia dentro de la boca del usuario.
En la modalidad mostrada en la Figura 1, los circuitos electricos 109 y el sistema de deteccion de caladas 111 son preferentemente programables. Los circuitos electricos 109 y el sistema de deteccion de caladas 111 pueden usarse para administrar el funcionamiento del sistema generador de aerosol. Esto ayuda con el control del tamano de la partfcula en el aerosol.
La Figura 1 muestra un ejemplo de un sistema generador de aerosol que se hace funcionar electricamente de conformidad con la presente invencion. Sin embargo, muchos otros ejemplos son posibles. Ademas, se hace notar que la Figura 1 es de naturaleza esquematica. En particular, los componentes mostrados no estan a escala tanto individualmente o relacionados entre sf. El sistema generador de aerosol que se hace funcionar electricamente necesita incluir o recibir un sustrato lfquido formador de aerosol contenido en una porcion de almacenamiento de lfquido. El sistema generador de aerosol que se hace funcionar electricamente requiere cierto tipo de calentador electrico que tiene al menos un elemento de calentamiento para calentar el sustrato lfquido formador de aerosol. Finalmente, el sistema generador de aerosol que se hace funcionar electricamente requiere los circuitos electricos para determinar una cantidad de sustrato lfquido formador de aerosol en la porcion de almacenamiento de lfquido. Esto se describira a continuacion con referencia a las Figuras de la 2 a la 9. Es necesario enfatizar que el sistema no necesita ser un sistema para fumar y no se necesita un sistema de deteccion de caladas. En cambio, el sistema pudiera funcionar por activacion manual, por ejemplo al hacer funcionar un interruptor por parte del usuario cuando se toma una calada. Por ejemplo, pudiera alterarse toda la forma y el tamano del alojamiento. Ademas, el sistema puede no incluir una mecha capilar. En ese caso, el sistema puede incluir otro mecanismo para suministrar un lfquido para la vaporizacion.
Sin embargo, en una modalidad preferida, el sistema sf incluye una mecha capilar para llevar el lfquido desde la porcion de almacenamiento de lfquido a al menos un elemento de calentamiento. La mecha capilar puede fabricarse de una variedad de materiales porosos o materiales capilares y preferentemente tiene una capilaridad predefinida, conocida. Los ejemplos incluyen materiales basados en ceramica o en grafito en forma de fibras o polvos sinterizados. Las mechas de diferentes porosidades pueden usarse para acomodar propiedades ffsicas lfquidas diferentes tales como densidad, viscosidad, tension superficial y presion de vapor. La mecha debe adecuarse de manera que la cantidad de lfquido requerida pueda suministrarse al calentador. Preferentemente, el calentador comprende al menos un alambre o filamento de calentamiento que se extiende alrededor de la mecha capilar.
Como se discutio anteriormente, de conformidad con la invencion, el sistema generador de aerosol que se hace funcionar electricamente incluye los circuitos electricos para determinar una cantidad de sustrato lfquido formador de aerosol en la porcion de almacenamiento de lfquido. Las modalidades de la invencion se describiran ahora con referencia a las Figuras de la 2 a la 9. Las modalidades se basan en el ejemplo mostrado en la Figura 1, aunque se aplican a otras modalidades de los sistemas generadores de aerosol que se hacen funcionar electricamente.
La Figura 2 es un grafico de la masa total de partfculas (TPM) del aerosol generado en una calada del usuario en un dispositivo como se muestra en la Figura 1, para dos sustratos formadores de aerosol diferentes. El grafico 200, con los puntos graficados dibujados como cuadros grandes, muestra los resultados para el Lfquido 1 y el grafico 210, con los puntos graficados mostrados como cuadros pequenos, muestra los resultados para el Lfquido 2. Los graficos muestran el efecto sobre la generacion de aerosol de aumentar la energfa al calentador. Puede verse que aumentando la energfa al calentador aumenta ampliamente la generacion de aerosol. A una energfa muy alta la masa del aerosol se reduce, y esto puede explicarse por la masa evaporada restante en la fase gaseosa en lugar de la formacion de gotas.
La Figura 2 ilustra ademas que la masa de aerosol generado depende ademas de la composicion del sustrato lfquido formador de aerosol. Por ejemplo, las diferentes composiciones tendran diferentes puntos de ebullicion y diferentes viscosidades. Cualquier modelo para estimar de manera adecuada el consumo de sustrato lfquido formador de aerosol puede por lo tanto representar la composicion lfquida y energfa la aplicada al calentador.
La generacion de aerosol requiere el suministro de suficiente energfa para que el lfquido se vaporice. La energfa requerida es llamada entalpfa de vaporizacion. La cantidad de energfa suministrada depende de la temperatura del elemento calentador o elementos calentadores: Mientras mas alta es la temperatura mas energfa se suministra al lfquido. Por lo tanto, hasta el punto de ebullicion del lfquido, hay una relacion entre la temperatura de los elementos calentadores y la velocidad de evaporacion. Esto es independiente de la energfa suministrada al calentador. La Figura 3 es un grafico que muestra la velocidad de evaporacion de un sustrato lfquido formador de aerosol contra la temperatura hasta su punto de ebullicion. El datos experimentales se grafican como diamantes 220. Ademas se
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muestra una curva 230, dibujada con puntos cuadrados, que se ajusta a los datos experimentales 220. La curva 230 tiene la forma m = AeBT, donde m es la velocidad de la masa evaporada, A y B son constantes de calibracion y T es la temperatura del elemento de calentamiento. Las constantes A y B dependen de la composicion lfquida.
Una vez que la temperatura del elemento de calentamiento alcanza el punto de ebullicion del lfquido, la velocidad de evaporacion ya no aumenta mas de la misma manera. En este punto la energfa adicional proveniente del elemento de calentamiento no aumenta la temperatura del lfquido. Sin embargo, cuando la temperatura del elemento de calentamiento aumenta por encima del punto de ebullicion, la difusion termica a traves del sustrato lfquido y mas particularmente a traves de cualquier medio para contener el sustrato, en esta modalidad la mecha capilar, se convierte en un factor significativo. Cuando la temperatura del elemento de calentamiento se eleva, la velocidad de difusion termica es mayor por lo que se vaporiza mas sustrato lfquido.
La Figura 4 es un grafico de dos curvas de velocidad de evaporacion diferentes como una funcion de la temperatura usando un sistema de mecha como se muestra en la Figura 1. Las dos curvas 240 y 250 corresponden a dos cantidades diferentes de energfa suministrada al elemento de calentamiento durante una calada. En ambas curvas 240 y 250, la primera porcion por debajo el punto de ebullicion del lfquido corresponde a la curva 230 mostrado en la Figura 3. Las dos curvas divergen por encima del punto de ebullicion. La curva 240, corresponde a una energfa inferior a la de la curva 250. Ambas curvas muestran un aumento lineal en la velocidad de evaporacion con la temperatura, pero la velocidad de aumento depende claramente de la energfa. La porcion de las curvas 240 y 250 por encima del punto de ebullicion del sustrato lfquido tienen la forma m = CT + D, donde m es la velocidad de evaporacion, C y D son constantes de calibracion y T es la temperatura. Las constantes C y D dependen de la composicion lfquida, la energfa aplicada al calentador asf como de las propiedades ffsicas del dispositivo, tal como la composicion y las dimensiones de la mecha y la configuracion del calentador.
Las curvas de la Figura 4 proporcionan un modelo que puede usarse para calcular la velocidad de evaporacion del sustrato lfquido si la temperatura del elemento de calentamiento y la energfa aplicada al elemento de calentamiento se conocen. Para cada diseno de sistema generador de aerosol las constantes A, B, C y D necesitan derivarse empfricamente y las constantes C y D deben derivarse para niveles de energfa diferentes a los que el sistema puede funcionar.
La temperatura del elemento de calentamiento cambia durante el curso de cada calada y cambia cuando se reduce la cantidad de lfquido en la porcion de almacenamiento de lfquido. La Figura 5 es un grafico que muestra cinco perfiles de temperatura promedio durante una calada. La temperatura, T del elemento de calentamiento se muestra en el eje y, y el tiempo de la calada t se muestra en el eje x. La curva 501 es la media de un primer conjunto de caladas, cada calada tiene una duracion de la calda de 2 segundos. De manera similar, la curva 503 es la media de un segundo conjunto de caladas, la curva 505 es la media de un tercer conjunto de caladas, la curva 507 es la media de un cuarto conjunto de caladas y la curva 509 es la media sobre el quinto conjunto de caladas. En cada curva, las barras verticales (por ejemplo lo mostrado en 511) indican la desviacion estandar alrededor de la media para las caladas. Por lo tanto, se muestra la evolucion de la temperatura medida durante la vida de la porcion de almacenamiento de lfquido. Este comportamiento se observo y confirmo para todas las formulaciones lfquidas vaporizadas y para todos los niveles de energfa usados.
Como puede observarse en Figura 5, la respuesta a la temperatura del elemento de calentamiento es razonablemente estable sobre las curvas 501, 503 y 205. Es decir, la desviacion estandar alrededor de la media para los primeros tres conjuntos de caladas es razonablemente pequena. El modelo ilustrado en la Figura 4 es mas exacto durante este periodo cuando la respuesta a la temperatura es estable. Durante este periodo siempre hay suficiente sustrato formador de aerosol que se suministra al calentador a traves de la mecha. Una vez que la mecha comienza a secarse se observa un comportamiento diferente.
La Figura 6 es una ilustracion del perfil de temperatura de un elemento de calentamiento durante una calada (promediado sobre un conjunto de caladas), mostrado como la curva 600 junto con la velocidad de evaporacion correspondiente calculada usando el modelo mostrado y descrito con referencia a la Figura 4, mostrado como la curva 610.
La masa total de sustrato lfquido formador de aerosol evaporada durante una calada puede calcularse integrando bajo la curva velocidad de evaporacion 610. La integral puede llevarse a cabo mediante los circuitos electricos usando el metodo del trapecio por ejemplo. El resultado de la integral se muestra en la Figura 7. La Figura 7 muestra nuevamente el perfil de temperatura 600 de un elemento de calentamiento durante una calada y muestra ademas la masa evaporada acumulativa sobre la calada como la curva 700.
La cantidad total de sustrato lfquido formador de aerosol consumido puede calcularse sumando los totales calculados para cada calada. Esta masa total consumida puede restarse de una masa inicial conocida de lfquido en la porcion de almacenamiento de lfquido para proporcionar un estimado de la cantidad de sustrato lfquido formador de aerosol restante. La cantidad restante puede indicarse al usuario como una cantidad significativa, tal como un numero estimado de caladas restantes o como un valor porcentual.
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Determinar la cantidad de sustrato liquido formador de aerosol en la porcion de almacenamiento de liquido es ventajoso ya que, cuando la porcion de almacenamiento de liquido esta vacia o casi vacia, puede suministrarse insuficiente sustrato liquido formador de aerosol al calentador. Esto puede significar que el aerosol creado e inhalado por el usuario no tenga las propiedades deseadas, por ejemplo, el tamano de partfculas del aerosol. Esto puede resultar en una mala experiencia para el usuario. Ademas, es ventajoso proporcionar un mecanismo mediante el cual el usuario puede ser informado de que la porcion de almacenamiento de liquido esta vacia o casi vacia. Entonces el usuario puede reemplazar o rellenar la porcion de almacenamiento de liquido.
Los circuitos electricos pueden incluir un sensor que es capaz de detectar la presencia de una porcion de almacenamiento de liquido y, ademas, de determinar las caracterfsticas de la porcion de almacenamiento de liquido incluyendo, por ejemplo, cuanto sustrato liquido formador de aerosol se contiene dentro de la porcion de almacenamiento de liquido y la composicion del sustrato liquido formador de aerosol. Como se describe en la solicitud internacional pendiente del solicitante PCT/IB2009/007969, esto se puede basar en la informacion de identificacion proporcionada por la porcion de almacenamiento de liquido. Esta informacion, junto con la informacion derivada de la accion de monitorizar la activacion del calentador, permite que los circuitos electricos predigan la cantidad de sustrato liquido formador de aerosol en la porcion de almacenamiento de liquido. Alternativamente, los circuitos electricos no necesitan incluir un sensor. Por ejemplo, la cantidad de sustrato liquido formador de aerosol en cada porcion de almacenamiento de liquido puede ser simplemente de solo un tipo y establecida en una cantidad estandar.
Son posibles un numero de variaciones de la invencion. Por ejemplo, el sistema generador de aerosol no necesita incluir un sistema de deteccion de caladas. En cambio, el sistema pudiera funcionar por activacion manual, por ejemplo al hacer funcionar un interruptor por parte del usuario cuando se toma una calada.
De conformidad con la primera modalidad de la invencion, un sensor de temperatura se proporciona en el sistema generador de aerosol cerca del elemento de calentamiento. Los circuitos electricos puede monitorizar la temperatura medida por el sensor de temperatura y pueden determinar por lo tanto una cantidad de liquido en la porcion de almacenamiento de liquido como se describio. La ventaja de esta modalidad es que no se requiere calculo o derivacion, ya que el sensor de temperatura mide directamente la temperatura cerca del elemento de calentamiento.
De conformidad con la segunda modalidad de la invencion, la cantidad de liquido en la porcion de almacenamiento de liquido se determina midiendo la resistencia del elemento de calentamiento electrico. Si el elemento de calentamiento tiene un coeficiente de temperatura adecuado de las caracterfsticas de la resistencia (por ejemplo, ver ecuacion (5) mas adelante), entonces la resistencia puede proporcionar una medida de la temperatura del elemento de calentamiento electrico.
La Figura 8 es un grafico que muestra la resistencia, R del elemento de calentamiento del calentador electrico en el eje y, contra la temperatura, T del elemento de calentamiento en el eje x. Como puede verse en la Figura 8, cuando la temperatura T del elemento de calentamiento aumenta, tambien lo hace la resistencia R. Dentro de un intervalo seleccionado (entre las temperaturas T1 y T2 y las resistencias R1 y R2 en la Figura 4), la temperatura T y la resistencia R pueden ser proporcionales entre si.
Como se discutio anteriormente en relacion con la primera modalidad de la invencion, si la porcion de almacenamiento de liquido esta vacia o casi vacia, se suministrara insuficiente sustrato liquido formador de aerosol al calentador. Esto significara que cualquier mecha capilar se secara, y la temperatura del elemento de calentamiento aumentara. La Figura 8 muestra que tal aumento de temperatura puede determinarse midiendo la resistencia del elemento de calentamiento ya que, cuando la temperatura aumenta, la resistencia medida aumentara tambien.
La Figura 9 es un diagrama esquematico de circuitos electricos que muestra como puede medirse la resistencia del elemento de calentamiento de conformidad con la segunda modalidad de la invencion. En la Figura 9, el calentador 901 se conecta a una baterfa 903 que proporciona una tension V2. La resistencia del calentador que se mide a una temperatura particular es Rcaientador. Se inserta un resistor adicional, con resistencia conocidar905, en serie con el calentador 901, y conectado a la tension V1. La tension V1 tiene un valor intermedio entre tierra y tension V2. Para que el microprocesador 907 mida la resistencia Rcaientador del calentador 901, pueden determinarse tanto la corriente a traves del calentador 901 y la tension a traves del calentador 901. Entonces, puede usarse la siguiente formula bien conocida para determinar la resistencia:
V = IR
(1)
En la Figura 9, la tension a traves de calentador es V2-V1 y la corriente a traves del calentador es I. Por lo tanto:
Rcalentador
V 2 - V1 I
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El resistor adicional 905, cuya resistencia r se conoce, se usa para determinar la corriente I, usando nuevamente (1) anterior. La corriente a traves del resistor 905 es I y la tension a traves del resistor 905 es V1. Por tanto:
I
vi
r
Por tanto, al combinar (2) y (3) da:
(3)
Rcalentador
(V 2 - V1)
------------------r
V1
(4)
Por lo tanto, el microprocesador 907 puede medir V2 y V1, con el sistema generador de aerosol que se usa y, conociendo el valor de r, puede determinar la resistencia del calentador a una temperature particular, Rcaientador.
Entonces, la formula siguiente puede usarse para determinar la temperature T a partir de la resistencia medida Rcaientador a temperature T:
Rcalentador 1
T =------+ T0----
aR> a (5)
donde a es el coeficiente de resistividad termica del material del elemento de calentamiento y Ro es la resistencia del elemento de calentamiento una temperatura ambiente To.
Una ventaja de esta modalidad es que no se requiere un sensor de temperatura, que puede ser voluminoso y caro.
Por lo tanto, puede derivarse una medida de la temperatura del elemento de calentamiento. Esto puede usarse para determinar cuando la cantidad de lfquido en la porcion de almacenamiento de lfquido ha disminuido hasta un umbral y para estimar una cantidad absoluta de sustrato formador de aerosol restante en la porcion de almacenamiento de lfquido.
En las modalidades descritas anteriormente, una vez que se ha determinado cuando la cantidad de sustrato lfquido formador de aerosol en la porcion de almacenamiento de lfquido ha disminuido hasta un umbral, pueden tomarse una o mas acciones. El calentador electrico puede desactivarse. Por ejemplo, puede dispararse un sistema para declarar la porcion de almacenamiento de lfquido inservible. Por ejemplo, los circuitos electricos, al determinar que la cantidad de sustrato lfquido formador de aerosol en la porcion de almacenamiento de lfquido ha disminuido hasta un umbral, pueden hacer explotar un fusible electrico entre el al menos un elemento de calentamiento del calentador electrico y un suministro de energfa electrica. El fusible electrico puede proporcionarse como parte de un componente retirable que incluye la porcion de almacenamiento de lfquido. Alternativamente, los circuitos electricos, al determinar que la cantidad de sustrato lfquido formador de aerosol en la porcion de almacenamiento de lfquido, ha disminuido hasta un umbral, pueden apagar un interruptor entre el al menos un elemento de calentamiento del calentador electrico y un suministro de energfa electrica. Los metodos alternativos para desactivar el calentador electrico son, por supuesto posibles. Una ventaja de desactivar el calentador electrico es que es luego imposible usar el sistema generador de aerosol. Esto hace imposible para un usuario inhalar un aerosol que no tiene las propiedades deseadas.
Una vez que se ha determinado cuando la cantidad de lfquido en la porcion de almacenamiento de lfquido ha disminuido hasta un umbral, se le puede advertir al usuario. Por ejemplo, los circuitos electricos, al determinar que la cantidad de sustrato lfquido formador de aerosol en la porcion de almacenamiento de lfquido, ha disminuido hasta un umbral, pueden indicar esto a un usuario. Por ejemplo, si el sistema generador de aerosol incluye una pantalla para el usuario, puede indicarse al usuario, mediante la pantalla para el usuario, que la porcion de almacenamiento de lfquido esta vacfa o casi vacfa. Alternativa o adicionalmente, un sonido audible puede indicar al usuario que la porcion de almacenamiento de lfquido esta vacfa o casi vacfa. Los metodos alternativos para indicar al usuario que la porcion de almacenamiento de lfquido esta vacfa o casi vacfa son, por supuesto posibles. Una ventaja de alertar al usuario es que el usuario es entonces capaz de reemplazar o rellenar la porcion de almacenamiento de lfquido.
Por lo tanto, de conformidad con la invencion, el sistema generador de aerosol que se hace funcionar electricamente incluye los circuitos electricos para determinar cuando la cantidad de sustrato lfquido formador de aerosol en la porcion de almacenamiento de lfquido ha disminuido hasta un umbral predeterminado. Las caracterfsticas descritas con relacion a una modalidad pueden tambien aplicarse a otra modalidad.

Claims (15)

  1. 5
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    20
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    40
    45
    50
    55
    60
    65
    REIVINDICACIONES
    1. Un sistema generador de aerosol que se hace funcionar electricamente (100) para recibir un sustrato formador de aerosol (115), el sistema comprende:
    una porcion de almacenamiento de lfquido (113) para almacenar un sustrato lfquido formador de aerosol; un calentador electrico (119) que comprende al menos un elemento de calentamiento para calentar un sustrato lfquido formador de aerosol; y
    circuitos electricos (109) configurados para monitorizar la activacion del calentador electrico caracterizados porque los circuitos electricos se configuran ademas para estimar una cantidad de sustrato lfquido formador de aerosol restante en la porcion de almacenamiento de lfquido en base a la activacion monitorizada.
  2. 2. Un sistema generador de aerosol que se hace funcionar electricamente de conformidad con la reivindicacion 1, en donde los circuitos electricos (109) se configuran para estimar una cantidad consumida de sustrato lfquido formador de aerosol (115), y para sustraer la cantidad consumida de una cantidad inicial conocida para proporcionar un estimado de sustrato lfquido formador de aerosol restante en la porcion de almacenamiento de lfquido.
  3. 3. Un sistema generador de aerosol que se hace funcionar electricamente de conformidad con la reivindicacion 1 o 2, en donde los circuitos electricos (109) se configuran para monitorizar la activacion del calentador electrico (119) monitorizando la temperatura o resistencia del elemento de calentamiento en el tiempo para estimar una cantidad consumida de sustrato formador de aerosol.
  4. 4. Un sistema generador de aerosol que se hace funcionar electricamente de conformidad con la reivindicacion
    3, en donde los circuitos electricos (109) se configuran para estimar una cantidad consumida de aerosol en base a una primera ecuacion que relaciona la temperatura o resistencia del elemento de calentamiento al consumo del sustrato formador de aerosol hasta un primer umbral de temperatura o resistencia y en base a una segunda ecuacion que relaciona la temperatura o resistencia del elemento de calentamiento al consumo del sustrato formador de aerosol por encima del primer umbral de temperatura o resistencia.
  5. 5. Un sistema generador de aerosol que se hace funcionar electricamente de conformidad con la reivindicacion
    4, en donde la segunda ecuacion depende de la energfa aplicada al elemento de calentamiento.
  6. 6. Un sistema generador de aerosol que se hace funcionar electricamente de conformidad con la reivindicacion 4 o 5, en donde la primera ecuacion es independiente de la energfa aplicada al elemento de calentamiento.
  7. 7. Un sistema generador de aerosol que se hace funcionar electricamente de conformidad con la reivindicacion 4, 5 o 6, en donde, el primer umbral es el punto de ebullicion del sustrato lfquido formador de aerosol.
  8. 8. Un sistema generador de aerosol que se hace funcionar electricamente de conformidad con cualquier reivindicacion de la 4 a la 7, en donde la primera y segunda ecuaciones se almacenan en los circuitos electricos (109).
  9. 9. Un sistema generador de aerosol que se hace funcionar electricamente de conformidad con la reivindicacion 8, en donde una pluralidad de primera y segunda ecuaciones diferentes se almacenan en los circuitos electricos (109) para su uso con diferentes composiciones de sustrato lfquido formador de aerosol y para su uso en niveles de energfa diferentes.
  10. 10. Un sistema generador de aerosol que se hace funcionar electricamente de conformidad con cualquier reivindicacion anterior, en donde los circuitos electricos (109) se disponen para medir la resistencia electrica del al menos un elemento de calentamiento (119), para determinar la temperatura del elemento de calentamiento a partir de la resistencia electrica medida
  11. 11. Un sistema generador de aerosol que se hace funcionar electricamente de conformidad con cualquier reivindicacion anterior, comprende ademas una mecha capilar para (117) transportar el sustrato lfquido formador de aerosol desde la porcion de almacenamiento de lfquido al calentador electrico.
  12. 12. Un metodo que comprende:
    proporcionar un sistema generador de aerosol que se hace funcionar electricamente (100) que comprende una porcion de almacenamiento de lfquido (113) para almacenar el sustrato lfquido formador de aerosol (115) y un calentador electrico (119) que comprende al menos un elemento de calentamiento para calentar el sustrato lfquido formador de aerosol; y
    monitorizar la activacion del calentador electrico, caracterizado por la estimacion de una cantidad de sustrato lfquido formador de aerosol restante en la porcion de almacenamiento de lfquido en base a la activacion monitorizada.
    10
    15
  13. 13. Circuitos electricos para un sistema generador de aerosol que se hace funcionar electricamente, el sistema generador de aerosol que se hace funcionar electricamente comprende una porcion de almacenamiento de lfquido (113) para almacenar el sustrato lfquido formador de aerosol (115) y un calentador electrico (119) que comprende al menos un elemento de calentamiento para calentar el sustrato lfquido formador de aerosol, los circuitos electricos se disponen para llevar a cabo el metodo de la reivindicacion 12.
  14. 14. Un programa informatico que, cuando se ejecuta en los circuitos electricos programables para un sistema generador de aerosol que se hace funcionar electricamente, el sistema generador de aerosol que se hace funcionar electricamente comprende una porcion de almacenamiento de lfquido (113) para almacenar el sustrato lfquido formador de aerosol (115) y un calentador electrico (119) comprende al menos un elemento de calentamiento para calentar el sustrato lfquido formador de aerosol, provoca que los circuitos electricos programables lleven a cabo el metodo de la reivindicacion 12.
  15. 15. Un medio de almacenamiento legible por ordenador que tiene almacenado un programa informatico de conformidad con la reivindicacion 14.
    Figura 1
    imagen1
    Velocidad de evaporation
    imagen2
    Figura 2
    imagen3
    Temperatura del calentador (°C)
    imagen4
    25 50 75 100 125 150
    Temperatura (°C)
    176 200
    Evaporacion con difusividad r termica a la energia A
    I Evaporacion .. con difusividad i. termica a la , energia B
    Figura 4
    imagen5
    Tiempo (s)
    imagen6
    Figura 5
    Temperatura del calentador
    imagen7
    imagen8
    Liquido evaporado acumulado Masa
    Tiempo (s)
    imagen9
    Velocidad de evaporation del liquido
    R
    imagen10
    p Figura 8
    , V2
    imagen11
    F Figura 9
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