ES2841473T3 - Dispositivo de guiado de aerosol y sistema de generación de aerosol que comprende dicho dispositivo de guiado de aerosol - Google Patents

Dispositivo de guiado de aerosol y sistema de generación de aerosol que comprende dicho dispositivo de guiado de aerosol Download PDF

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Abstract

Un sistema (3) de generación de aerosol, cuyo sistema comprende: un medio de generación de aerosol; un medio de entrega de aerosol; y un dispositivo (1) de guiado de aerosol, en el que el dispositivo (1) de guiado de aerosol comprende una cámara (10) que tiene una entrada (11) de aire y una salida (12) de aire, estando configurado el medio de entrega de aerosol de tal manera que el aerosol se introduce desde el medio de generación de aerosol en la cámara (10) en uso en su parte más estrecha, y en el que se define una ruta de flujo de aire desde la entrada (11) de aire a la salida (12) de aire para transportar el aerosol a la salida (12) de aire, caracterizado por que la cámara (10) del dispositivo (1) de guiado de aerosol comprende una sección restringida (13, 63) de tal manera que una parte (14) aguas arriba de la cámara (10) está definida por una primera pared de la cámara (10) entre la entrada (11) de aire y la sección restringida (13, 63) y una parte (15) aguas abajo de la cámara (10) está definida por una segunda pared de la cámara (10) entre la sección restringida (13, 63) y la salida (12) de aire, en el que la primera pared de la cámara (10) en la parte (14) aguas arriba y la segunda pared de la cámara (10) en la parte (15) aguas abajo se estrechan desde la entrada (11) de aire y la salida (12) de aire respectivamente hacia la sección restringida (13, 63), cada una en un ángulo (θ, φ) de estrechamiento respectivo, y en el que el medio de generación de aerosol comprende un calentador configurado para extenderse hasta una posición dentro de la parte más estrecha de la cámara (10), en la que el calentador comprende cualquiera de un material cerámico, una bobina de alambre, un medio de calentamiento inductivo, un medio de calentamiento ultrasónico y/o un medio de calentamiento piezoeléctrico.

Description

DESCRIPCIÓN
Dispositivo de guiado de aerosol y sistema de generación de aerosol que comprende dicho dispositivo de guiado de aerosol
La presente invención se refiere a un dispositivo de guiado de aerosol y a un sistema de generación de aerosol que contiene dicho dispositivo de guiado de aerosol. Más particularmente, se refiere a un dispositivo de guiado de aerosol para controlar y modificar el flujo de aire para su utilización en un sistema de generación de aerosol, tal como un cigarrillo electrónico.
Los sistemas de generación de aerosol, tales como los cigarrillos electrónicos, se están volviendo muy conocidos en la técnica. El principio de funcionamiento de estos cigarrillos electrónicos habitualmente se centra en proporcionar un vapor aromatizado a un usuario sin quemar material. Algunos dispositivos conocidos comprenden una mecha capilar y un calentador de bobina, que el usuario puede activar mediante la succión en una boquilla del dispositivo o, por ejemplo, activando un botón pulsador en el dispositivo. Esto enciende una fuente de alimentación de batería que activa el calentador, que vaporiza un material líquido o sólido. La succión en la boquilla hace que se introduzca aire en el dispositivo a través de una o más entradas de aire y hacia la boquilla a través de la mecha capilar, y el vapor que se produce cerca de la mecha capilar se mezcla con el aire procedente de la entrada de aire y se transporta hacia la boquilla como un aerosol.
Un factor importante en el diseño de sistemas de generación de aerosol, tales como los cigarrillos electrónicos, es la regulación del flujo de aire dentro del sistema, lo que repercute en la calidad y cantidad de aerosol entregado al usuario. El tamaño de partícula del aerosol también es una consideración importante, y el tamaño de partícula óptimo del aerosol se puede determinar para la entrega óptima de dicho aerosol a los pulmones; las partículas de aerosol que tienen un diámetro mayor que, por ejemplo, 1,0 micrómetro pueden quedar atrapadas u obstruidas antes de que lleguen a los pulmones, y las partículas de aerosol que tienen un diámetro, por ejemplo, inferior a 1,0 micrómetro se pueden entregar de manera más eficaz a los pulmones.
Se han realizado algunos intentos para abordar los problemas anteriores. Por ejemplo, con el dispositivo del documento EP2319334A1, la velocidad del flujo de aire se puede controlar dentro del dispositivo variando el área en sección transversal de la ruta del flujo de aire aguas arriba de la mecha capilar para aprovechar el efecto Venturi. El flujo de aire a través de una sección restringida aumenta en velocidad con el fin de satisfacer el principio de continuidad, mientras que su presión debe disminuir con el fin de conservar la energía mecánica. De manera similar, el flujo de aire a través de una sección más ancha debe disminuir inversamente en velocidad, mientras que su presión aumenta.
El documento DE 102005010965 B3 describe un inhalador que tiene un canal de mezclado con una abertura de salida y una abertura de entrada a través de la cual se aspira el aire, donde entre las dos hay un área de inyección de medicamentos, y donde el interior del área de inyección está, en gran medida, a ras con la superficie de la pared de canal del canal de mezclado. El documento WO2014/085719 A1 describe métodos y dispositivos para la entrega de compuestos. El documento US2010/236546 A1 describe un sistema de inhalación de aerosol para alimentar a un usuario con productos en forma de aerosol. El documento US2014/261492 A1 describe artículos electrónicos para fumar operables para entregar líquido procedente de un depósito de suministro de líquido a un calentador. El documento WO2014/012907 A1 describe dispositivos electrónicos de suministro de vapor.
Sin embargo, un problema con los dispositivos conocidos que intentan controlar la velocidad del flujo de aire es que las incoherencias dentro del sistema, por ejemplo, debido a tolerancias de fabricación, o incoherencias debido a factores externos, por ejemplo la succión variada de un usuario, pueden conducir a una variación consecuente, en el flujo de aire resultante dentro del sistema de generación de aerosol. Por ejemplo, la caída de presión en las cámaras de vaporización de los modelos actuales de cigarrillos electrónicos a veces varía ampliamente entre 392,3 Pa y 2451,7 Pa (40 mmWC y 250 mmWC), y más comúnmente entre 980,7 Pa y 1225,8 Pa (100 mmWC y 125 mmWC). Además, a menudo existen incoherencias significativas en la caída de presión lograda en las cámaras de vaporización utilizadas en los cigarrillos electrónicos del mismo modelo. Un problema adicional es que si estas incoherencias surgen en un diseño particular de cigarrillo electrónico, es casi imposible cambiar entonces ese diseño con el fin de modificar aún más el flujo de aire, dando así como resultado una falta de flexibilidad de todo el sistema.
Debido a la incoherencia en la caída de presión dentro de los sistemas actuales de generación de aerosol, es posible que no haya material líquido o sólido a vaporizar en la mecha cuando un usuario proporciona una acción de succión en la boquilla. Esto conduce a un efecto desagradable llamado "calada en seco" en el que el calentador quema la mecha capilar y el usuario experimenta un sabor a quemado. En otros casos, puede haber demasiado material líquido o sólido en la mecha capilar, en cuyo caso el calentador no puede vaporizar todo dicho material, dando así como resultado un sistema ineficaz.
La presente invención busca proporcionar un sistema de generación de aerosol, tal como un cigarrillo electrónico, que supere los problemas mencionados anteriormente, incluyendo proporcionar medios flexibles y mejorados para modificar y regular el flujo de aire dentro del sistema de generación de aerosol.
Los presentes inventores han reconocido que se requiere un mayor grado de flexibilidad y control para mejorar la experiencia de fumar de un sistema de generación de aerosol, tal como un cigarrillo electrónico.
De acuerdo con la presente invención, se proporciona un sistema de generación de aerosol como se define en la reivindicación 1.
En uso, cuando se activa el sistema, el medio de generación de aerosol vaporiza el material líquido para formar un vapor sobresaturado (o en el caso de un material sólido, el medio de generación de aerosol provoca una sublimación de tal manera el vapor sobresaturado se forma a partir del material sólido) que se mezcla con aire procedente de al menos una entrada de aire y se condensa para formar un aerosol, que se entrega a la cámara del dispositivo de guiado de aerosol a través de un medio de entrega de aerosol. Mediante la acción de succión de la boca de un usuario, el aerosol se transporta hacia la salida de aire de la cámara del dispositivo de guiado de aerosol de tal manera que se define una ruta de flujo de aire desde la entrada de aire hasta la salida de aire de la cámara en una dirección desde una parte aguas arriba de la cámara hasta una parte aguas abajo de la cámara.
En la presente descripción, se debería entender que el término "medio de generación de aerosol" indica cualquier medio por el cual se pueda generar aerosol. Por ejemplo, el medio de generación de aerosol puede comprender un calentador o un conjunto de calentador y mecha, como se describirá a continuación. En otro ejemplo, el medio de generación de aerosol puede comprender un medio de control de la caída de presión para reducir el punto de ebullición de un líquido o el punto de sublimación de un sólido, por ejemplo, en virtud de la forma de la cámara. Aún en otro ejemplo, el medio de generación de aerosol puede comprender un sistema de pulverización de aerosol, un nebulizador, un aparato de electropulverización y/o un generador de aerosol de orificio vibratorio, solo por nombrar algunos.
En la presente descripción, se debería entender que el término "medio de entrega de aerosol" indica cualquier medio para asegurar que el aerosol que es generado por el medio de generación de aerosol se entregue a la cámara en uso. Por ejemplo, el medio de entrega de aerosol puede comprender al menos una perforación a través de la pared de la cámara, por ejemplo, para recibir una mecha de tal manera que el aerosol se genere en (y entregue a) la parte más estrecha de la cámara en uso. En este ejemplo, el medio de generación de aerosol puede comprender un calentador para calentar el extremo de la mecha. Adicional o alternativamente, el medio de entrega de aerosol puede comprender un tubo para guiar el aerosol hacia el interior y hacia la cámara desde un medio de generación de aerosol que se posiciona fuera de la cámara en uso. Alternativamente, el medio de entrega de aerosol puede comprender un medio de dirección para dirigir el aerosol hacia la parte más estrecha de la cámara en el caso de que el medio de generación de aerosol esté situado dentro de la cámara en uso. Dicho medio de dirección puede comprender un componente, por ejemplo, un tubo contenido dentro de la cámara que dirige el aerosol hacia la parte más estrecha de la cámara. Tal medio de dirección puede comprender adicional o alternativamente simplemente el medio para proporcionar una orientación del medio de generación de aerosol de tal manera que el aerosol se dirija hacia la parte más estrecha de la cámara, por ejemplo, utilizando un medio de posicionamiento.
El sistema de generación de aerosol de acuerdo con la presente invención, que puede ser un cigarrillo electrónico, proporciona una serie de ventajas. Significativamente, el aerosol se introduce en el dispositivo de guiado de aerosol por el medio de entrega de aerosol en la parte más estrecha de la cámara, donde existe un área de baja presión como resultado del efecto de vacío. En el caso de que el material a vaporizar sea un líquido, el área de baja presión en la parte más estrecha de la cámara atrae líquido y al mismo tiempo la configuración de la parte más estrecha de la cámara aumenta la velocidad del flujo de aire en virtud del efecto Venturi. En el caso de un material sólido a vaporizar (o sublimar), el medio de entrega de aerosol pueden configurarse para posicionar dicho material sólido muy cerca de la parte más estrecha de la cámara y muy cerca del medio de generación de aerosol de tal manera que el material sólido se vaporiza (o sublima) y se entrega a la parte más estrecha de la cámara en uso, el punto en el que la velocidad del flujo de aire aumenta en virtud del efecto Venturi. En algunos ejemplos preferidos, el aerosol se puede generar en la parte más estrecha de la cámara en uso.
Con la presente invención, la parte más estrecha de la cámara es también el punto en el que el flujo de aire a través del medio de guiado de aerosol es más rápido. Controlando el tamaño y la configuración de la parte más estrecha de la cámara, se regulan tanto la velocidad del flujo de aire como la dirección del flujo de aire, y se controla el tamaño de partícula en el aerosol resultante y, en particular, se reduce en relación con los dispositivos conocidos. Además, cuanto más rápido es el flujo de aire en la ruta de flujo de aire en uso, más aerosol se puede entregar al usuario por calada, dando así como resultado un mecanismo de entrega de aerosol más efectivo y mejorando tanto la eficiencia del sistema como la experiencia de fumar para el usuario.
En el caso de que el material a vaporizar sea un líquido, el líquido se puede almacenar dentro de un depósito de líquido ya sea dentro o fuera de la cámara del dispositivo de guiado de aerosol. La configuración de tal depósito de líquido se describirá con más detalle a continuación. El líquido a vaporizar puede tener propiedades físicas que sean adecuadas para utilizar en el sistema de generación de aerosol de la presente invención, por ejemplo, puede tener un punto de ebullición que sea adecuado para vaporizar dicho líquido en la parte más estrecha de la cámara. Si el punto de ebullición del líquido es demasiado alto, entonces el medio de generación de aerosol no será capaz de vaporizar dicho líquido. Si el punto de ebullición del líquido es demasiado bajo, el líquido se puede vaporizar incluso antes de que se active el medio de generación de aerosol.
La utilización de un material líquido a vaporizar ofrece ventajas particulares en combinación con la entrega de aerosol en la parte más estrecha de la cámara. Por ejemplo, el área de presión de aire reducida en el punto más estrecho reduce el punto de ebullición de tal líquido, haciendo así el dispositivo más eficiente y ahorrando energía eléctrica. Por tanto, la parte más estrecha de la cámara puede ser el medio de generación de aerosol en virtud de su forma. Además, la presión reducida en la parte más estrecha de la cámara actúa para extraer líquido del depósito de líquido hacia la parte más estrecha de la cámara, dando como resultado una mejor consistencia de de calada a calada y asegura que siempre haya suficiente líquido para vaporizar, lo que elimina el problema de la calada en seco. Esto también da como resultado un caudal aumentado de aerosol a través del sistema de generación de aerosol, lo que mejorará la experiencia del usuario proporcionado un aumento en la producción de aerosol por calada.
El material líquido comprende preferiblemente tabaco o aromatizantes que comprenden tabaco. Además o alternativamente, el material líquido puede comprender aromatizantes que no comprenden tabaco. El líquido puede comprender además glicerina o derivados de glicol o una mezcla de los mismos.
De acuerdo con la presente invención, la cámara del dispositivo de guiado de aerosol comprende una sección restringida de tal manera que una parte aguas arriba de la cámara esté definida entre la entrada de aire y la sección restringida y una parte aguas abajo de la cámara esté definida entre la sección restringida y la salida de aire. Dicha sección restringida puede ser la parte más estrecha de la cámara.
De acuerdo con la presente invención, la parte aguas arriba de la cámara y la parte de aguas abajo de la cámara pueden estrecharse desde la entrada de aire y la salida de aire, respectivamente, hacia la sección restringida. El estrechamiento de la cámara proporciona ventajosamente un control mejorado del diferencial de presión a lo largo de la ruta del flujo de aire. En particular, los gradientes graduales de la parte o partes estrechadas reducen el arrastre en la cámara y regulan así el flujo de aire de una manera controlada.
Preferiblemente, el ángulo de estrechamiento de la parte aguas arriba de la cámara puede ser mayor que el ángulo de estrechamiento de la parte aguas abajo de la cámara y/o la longitud de la parte aguas arriba de la cámara puede ser menor que la longitud de la parte aguas abajo de la cámara.
De acuerdo con la presente invención, la cámara del dispositivo de guiado de aerosol comprende una parte aguas arriba que se estrecha hacia dentro desde la entrada de aire. Además, la cámara del dispositivo de guiado de aerosol comprende una parte aguas abajo que se estrecha hacia dentro desde la salida de aire.
En cada uno de los ejemplos de la presente invención que comprenden estrechamiento, el ángulo de estrechamiento de la parte aguas arriba de la cámara puede estar entre 20 y 40 grados con respecto al eje longitudinal de la cámara, más preferiblemente entre 25 y 35 grados, y aún más preferiblemente 30 grados. Además, el ángulo de estrechamiento de la parte aguas abajo de la cámara puede estar entre 3 y 7 grados con relación al eje longitudinal de la cámara, más preferiblemente entre 4 y 6 grados, y aún más preferiblemente 5 grados. Estos ángulos de estrechamiento particulares han sido identificados por los presentes inventores para proporcionar un aumento óptimo del caudal de aire en la cámara mientras que mantiene un diferencial de presión adecuado a lo largo de la cámara del dispositivo de guiado de aerosol en uso.
Las dimensiones típicas preferidas del dispositivo de guiado de aerosol pueden ser de entre 14 y 15 milímetros de longitud, de 10 a 15 milímetros de diámetro en la parte más ancha y de 1 a 5 milímetros en su parte más estrecha, en donde la longitud de la parte aguas arriba puede ser de entre 8 y 10 milímetros, y la longitud de la porción aguas abajo puede ser de entre 30 y 40 milímetros. En un ejemplo específico, la longitud del dispositivo de guiado de aerosol puede ser 46,5 milímetros en total, el diámetro en su parte más ancha puede ser 13,5 milímetros, el diámetro en su parte más estrecha puede ser 2 milímetros, la longitud de la parte aguas arriba puede ser 9,25 milímetros, y la longitud de la parte aguas abajo puede ser 37,25 milímetros. Estas dimensiones particulares del dispositivo de guiado de aerosol permiten preferiblemente que se asiente cómodamente dentro de un sistema de guiado de aerosol con el fin de que el flujo de aire pueda regularse y optimizarse a través del dispositivo.
En otro ejemplo, la cámara del dispositivo de guiado de aerosol puede comprender al menos dos secciones restringidas. Dichas al menos dos secciones restringidas pueden ser del mismo tamaño, longitud y/o forma. Al menos dos secciones restringidas son del mismo tamaño, entonces ambas o cada una de dichas al menos dos secciones restringidas pueden representar las partes más estrechas de la cámara. Alternativamente, al menos las dos secciones restringidas pueden ser de diferente tamaño, longitud y/o forma.
Preferiblemente, el dispositivo de guiado de aerosol comprende una forma circular en sección transversal. Visto desde un plano ortogonal al área en sección transversal, el diámetro del área circular o de cualquier otra forma en sección transversal de la cámara puede disminuir o aumentar a lo largo de dicha cámara, y la parte más estrecha de la cámara está asociada con un área en sección transversal más pequeña.
En un ejemplo, la entrada de aire y la salida de aire de la cámara del dispositivo de guiado de aerosol pueden tener las mismas dimensiones. En otro ejemplo, la entrada de aire y la salida de aire de la cámara del dispositivo de guiado de aerosol pueden tener diferentes dimensiones. Las dimensiones relativas de la entrada de aire y la salida de aire, así como el estrechamiento relativo de las partes aguas arriba y aguas abajo de la cámara, se pueden seleccionar para proporcionar un medio de control de presión para controlar el diferencial de presión a lo largo de la cámara y/o entre la entrada de aire y la salida de aire de la cámara del dispositivo de guiado de aerosol. En particular, las dimensiones relativas de la entrada de aire y la salida de aire también pueden afectar a la velocidad y la intensidad del flujo de aire dentro de la cámara. Si las dimensiones de la entrada de aire y la salida de aire de la cámara son iguales, entonces el diferencial de presión entre dicha entrada de aire y dicha salida de aire puede ser cero. Sin embargo, si la entrada de aire tiene una dimensión mayor que la salida de aire, puede haber una caída de presión global a lo largo de la cámara del dispositivo de guiado de aerosol. Por otro lado, si la entrada de aire tiene una dimensión más pequeña que la salida de aire, entonces puede existir un aumento de presión global a lo largo de la cámara del dispositivo de guiado de aerosol.
La forma de la cámara del dispositivo de guiado de aerosol también puede proporcionar un medio de control de presión. Por ejemplo, el estrechamiento de las paredes de la cámara puede proporcionar otro medio de control de presión además del proporcionado por las dimensiones relativas de la entrada de aire y la salida de aire de la cámara. Por ejemplo, los gradientes graduales de las paredes estrechadas de la cámara pueden actuar para reducir el arrastre y, por lo tanto, homogeneizar la presión a lo largo de una sección transversal particular de la cámara.
Preferiblemente, el medio de control de presión se puede configurar para proporcionar un diferencial de presión a lo largo de la cámara de entre 735,5 Pa y 1078,7 Pa (75 y 110 mmWC) en uso. El diferencial de presión puede ser preferiblemente una caída de presión. Este intervalo de caída de presión en la cámara es la caída de presión a lo largo de un cigarrillo convencional.
El dispositivo de guiado de aerosol comprende preferiblemente material térmicamente aislante, por ejemplo plástico. Por supuesto, se pueden contemplar otros materiales térmicamente aislantes, y en particular, de acuerdo con la naturaleza del aerosol que será generado por el medio de generación de aerosol y tales materiales son conocidos por los expertos en la técnica. Una ventaja de esto es la pérdida de calor reducida dentro del dispositivo de guiado de aerosol de modo que se puede mejorar la eficiencia térmica del sistema de generación de aerosol. Esto es de particular importancia si el medio de generación de aerosol comprende un calentador.
La cámara del dispositivo de guiado de aerosol puede tener nervaduras internamente. Tal configuración puede reducir ventajosamente la cantidad de flujo de aire envolvente a lo largo de las paredes de la cámara, mejorando así la eficiencia del sistema.
La cámara del dispositivo de guiado de aerosol se puede fabricar preferiblemente utilizando tecnologías de impresión 3D. La cámara también puede comprender preferiblemente un solo elemento corporal que actúa para reducir la variabilidad entre componentes. La utilización de un solo elemento también evita la necesidad de ensamblar múltiples componentes, aumentando así la facilidad de uso del dispositivo. Esto es especialmente ventajoso si, por ejemplo, la cámara está defectuosa o ha llegado al final de su vida útil y ya no funciona, ya que la presente invención permite que se sustituya rápida y fácilmente.
Se pueden contemplar diferentes posiciones del dispositivo de guiado de aerosol dentro del sistema de generación de aerosol. En un ejemplo, el sistema de generación de aerosol puede comprender además una carcasa exterior para alojar la cámara del dispositivo de guiado de aerosol. La carcasa exterior se puede configurar para recibir el dispositivo de guiado de aerosol, que puede ser insertable y extraíble del sistema de generación de aerosol. Esto proporciona una ventaja particular en el sentido de que se pueden proporcionar diferentes dispositivos de guiado de aerosol para el sistema de generación de aerosol dependiendo de diferentes factores operativos. La naturaleza insertable y extraíble del dispositivo de guiado de aerosol también es ventajosa porque dicho dispositivo puede cambiarse si las circunstancias operativas del sistema de generación de aerosol cambian con el tiempo. El dispositivo de guiado de aerosol puede comprender además un medio de seguridad que lo asegura a la carcasa exterior del sistema de generación de aerosol, por ejemplo, una junta tórica, que impide el movimiento no deseado del dispositivo de guiado de aerosol dentro del sistema de generación de aerosol en uso. El dispositivo de guiado de aerosol puede proporcionar además integridad estructural al sistema de generación de aerosol.
En la presente descripción, el medio de generación de aerosol del sistema de generación de aerosol se puede ubicar fuera del dispositivo de guiado de aerosol y/o muy cerca de la parte más estrecha de la cámara. Alternativamente, el medio de generación de aerosol del sistema de generación de aerosol se puede ubicar dentro del dispositivo de guiado de aerosol. Una ventaja de ubicar el medio de generación de aerosol fuera del dispositivo de guiado de aerosol es que no afectará ni modificará el flujo de aire en la cámara del dispositivo de guiado de aerosol. Sin embargo, si el medio de generación de aerosol está ubicado dentro del dispositivo de guiado de aerosol, entonces se puede configurar para regular aún más el flujo de aire en la ruta del flujo de aire actuando como una guía alrededor de la cual debe fluir el aire. En este ejemplo, el medio de generación de aerosol también puede actuar como un componente para atrapar partículas de aerosol que tienen un diámetro mayor de aproximadamente 1,0 micrómetro. Esto no solo elimina las partículas de aerosol que pueden no alcanzar los pulmones de un usuario de todos modos, sino que también actúa para proporcionar una mejor uniformidad al tamaño de partícula de las partículas de aerosol eliminando dichas partículas de aerosol.
De acuerdo con la presente invención, el medio de generación de aerosol puede comprender un calentador, en donde el calentador comprende cualquiera de un material cerámico, una bobina de alambre, un medio de calentamiento inductivo, un medio de calentamiento ultrasónico y/o un medio de calentamiento piezoeléctrico.
Preferiblemente, el medio de generación de aerosol puede comprender además una mecha que es recibida por la cámara del dispositivo de guiado de aerosol en su parte más estrecha a través de al menos una perforación y la mecha puede estar en comunicación con un depósito de líquido. El sistema de generación de aerosol puede comprender además dicho depósito de líquido.
Más preferiblemente, el medio de generación de aerosol puede comprender además una mecha que es recibida por la cámara del dispositivo de guiado de aerosol en su parte más estrecha a través de al menos una perforación y la mecha puede estar en comunicación con un depósito de líquido. En este ejemplo, el medio de generación de aerosol puede comprender un calentador de bobina, estando ubicado dicho calentador de bobina en la parte más estrecha de la cámara o sustancialmente en la parte más estrecha de la cámara. La mecha puede extraer líquido a vaporizar de al menos un depósito de líquido ubicado fuera de la cámara del dispositivo de guiado de aerosol, por ejemplo.
Se apreciará que todas las características y ventajas asociadas con el dispositivo de guiado de aerosol del sistema de generación de aerosol descrito anteriormente pueden aplicarse igualmente al dispositivo de guiado de aerosol solo.
De acuerdo con la invención, la cámara del dispositivo de guiado de aerosol comprende una sección restringida de tal manera que una parte de la cámara aguas arriba está definida entre la entrada de aire y la sección restringida y una parte aguas abajo de la cámara está definida entre la sección restringida y la salida de aire. Dicha sección restringida puede ser la parte más estrecha de la cámara.
De acuerdo con la invención, la parte aguas arriba de la cámara y la parte aguas abajo de la cámara se pueden estrechar desde la entrada de aire y la salida de aire, respectivamente, hacia la sección restringida. El estrechamiento de la cámara proporciona ventajosamente un control mejorado del diferencial de presión a lo largo de la ruta del flujo de aire. En particular, los gradientes graduales de la parte o partes estrechadas reducen el arrastre en la cámara y regulan así el flujo de aire de una manera controlada.
Preferiblemente, el ángulo de estrechamiento de la parte aguas arriba de la cámara puede ser mayor que el ángulo de estrechamiento de la parte aguas abajo de la cámara y/o la longitud de la parte aguas arriba de la cámara puede ser menor que la longitud de la parte aguas abajo de la cámara.
De acuerdo con la presente invención, la cámara del dispositivo de guiado de aerosol comprende una parte aguas arriba que se estrecha hacia dentro desde la entrada de aire. Además, la cámara del dispositivo de guiado de aerosol comprende una parte aguas abajo que se estrecha hacia dentro desde la salida de aire.
En cada uno de los ejemplos de la presente invención que comprenden estrechamiento, el ángulo de estrechamiento de la parte aguas arriba de la cámara puede estar entre 20 y 40 grados con relación al eje longitudinal de la cámara, más preferiblemente entre 25 y 35 grados, y aún más preferiblemente 30 grados. Además, el ángulo de estrechamiento de la parte aguas abajo de la cámara puede estar entre 3 y 7 grados con relación al eje longitudinal de la cámara, más preferiblemente entre 4 y 6 grados, y aún más preferiblemente 5 grados. Estos ángulos de estrechamiento particulares han sido identificados por los presentes inventores para proporcionar un aumento óptimo del caudal de aire en la cámara mientras que mantiene una diferencia de presión adecuada a lo largo de la cámara del dispositivo de guiado de aerosol en uso.
Las dimensiones típicas preferidas del dispositivo de guiado de aerosol pueden ser de entre 14 y 15 milímetros de longitud, de 10 a 15 milímetros de diámetro en la parte más ancha y de 1 a 5 milímetros en su parte más estrecha, en donde la longitud de la parte aguas arriba puede ser de entre 8 y 10 milímetros, y la longitud de la parte aguas abajo puede ser de entre 30 y 40 milímetros. En un ejemplo específico, la longitud del dispositivo de guiado de aerosol puede ser 46,5 milímetros en total, el diámetro en su parte más ancha puede ser 13,5 milímetros, el diámetro en su parte más estrecha puede ser 2 milímetros, la longitud de la parte aguas arriba puede ser 9,25 milímetros, y la longitud de la parte aguas abajo puede ser 37,25 milímetros. Estas dimensiones particulares del dispositivo de guiado de aerosol permiten preferiblemente que se asiente cómodamente dentro de un sistema de guiado de aerosol con el fin de que el flujo de aire se pueda regular y optimizar a través del dispositivo.
En otro ejemplo, la cámara del dispositivo de guiado de aerosol puede comprender al menos dos secciones restringidas. Dichas al menos dos secciones restringidas pueden ser del mismo tamaño, longitud y/o forma. Al menos dos secciones restringidas son del mismo tamaño, entonces ambas o cada una de dichas al menos dos secciones restringidas pueden representar las partes más estrechas de la cámara. Alternativamente, al menos las dos secciones restringidas pueden ser de diferente tamaño, longitud y/o forma.
Preferiblemente, el dispositivo de guiado de aerosol comprende una forma circular en sección transversal. Visto desde un plano ortogonal al área en sección transversal, el diámetro del área circular o de cualquier otra forma de en sección transversal de la cámara puede disminuir o aumentar a lo largo de dicha cámara, y la parte más estrecha de la cámara está asociada con un área en sección transversal más pequeña.
En un ejemplo, la entrada de aire y la salida de aire de la cámara del dispositivo de guiado de aerosol pueden tener las mismas dimensiones. En otro ejemplo, la entrada de aire y la salida de aire de la cámara del dispositivo de guiado de aerosol pueden tener diferentes dimensiones. Las dimensiones relativas de la entrada de aire y la salida de aire, así como el estrechamiento relativo de las partes aguas arriba y aguas abajo de la cámara, se pueden seleccionar para proporcionar un medio de control de presión para controlar el diferencial de presión a lo largo de la cámara y/o entre la entrada de aire y salida de aire de la cámara del dispositivo de guiado de aerosol. En particular, las dimensiones relativas de la entrada de aire y la salida de aire también pueden afectar a la velocidad y la intensidad del flujo de aire dentro de la cámara. Si las dimensiones de la entrada de aire y la salida de aire de la cámara tienen las mismas dimensiones, entonces el diferencial de presión entre dicha entrada de aire y dicha salida de aire puede ser cero. Sin embargo, si la entrada de aire tiene una dimensión mayor que la salida de aire, puede haber una caída de presión global a lo largo de la cámara del dispositivo de guiado de aerosol. Por otro lado, si la entrada de aire tiene una dimensión más pequeña que la salida de aire, entonces puede existir un aumento de presión global a lo largo de la cámara del dispositivo de guiado de aerosol.
La forma de la cámara del dispositivo de guiado de aerosol también puede proporcionar un medio de control de presión. Por ejemplo, el estrechamiento de las paredes de la cámara puede proporcionar otro medio de control de presión además del proporcionado por las dimensiones relativas de la entrada de aire y la salida de aire de la cámara. Por ejemplo, los gradientes graduales de las paredes estrechadas de la cámara pueden actuar para reducir el arrastre y, por lo tanto, homogeneizar la presión a lo largo de una sección transversal particular de la cámara.
Preferiblemente, el medio de control de presión se puede configurar para proporcionar un diferencial de presión a lo largo de la cámara de entre 735,5 Pa y 1078,7 Pa (75 y 110 mmWC en uso). El diferencial de presión puede ser preferiblemente una caída de presión. Este intervalo de caída de presión en la cámara es la caída de presión a lo largo de un cigarrillo convencional.
El dispositivo de guiado de aerosol comprende preferiblemente material térmicamente aislante, por ejemplo plástico. Por supuesto, se pueden contemplar otros materiales térmicamente aislantes, y en particular, de acuerdo con la naturaleza del aerosol que será generado por el medio de generación de aerosol y tales materiales son conocidos por los expertos en la técnica. Una ventaja de esto es la pérdida de calor reducida dentro del dispositivo de guiado de aerosol de modo que se puede mejorar su eficiencia térmica. Esto es de particular importancia si el medio de generación de aerosol del sistema de generación de aerosol con el que está dispuesto para ser utilizado el guiado de aerosol comprende un calentador.
La cámara del dispositivo de guiado de aerosol puede tener nervaduras internamente. Tal configuración puede reducir ventajosamente la cantidad de flujo de aire envolvente a lo largo de las paredes de la cámara, mejorando así la eficiencia del dispositivo.
La cámara del dispositivo de guiado de aerosol se puede fabricar preferiblemente utilizando tecnologías de impresión 3D. La cámara también puede comprender preferiblemente un solo elemento corporal que actúa para reducir la variabilidad entre componentes. La utilización de un solo elemento también evita la necesidad de ensamblar múltiples componentes, aumentando así la facilidad de uso del dispositivo. Esto es especialmente ventajoso si, por ejemplo, la cámara está defectuosa o ha llegado al final de su vida útil y ya no funciona, ya que la presente invención permite que se sustituya rápida y fácilmente.
Preferiblemente, el dispositivo de guiado de aerosol puede ser insertable y extraíble de un sistema de generación de aerosol. Esto proporciona una ventaja particular porque se pueden proporcionar diferentes dispositivos de guiado de aerosol para un sistema de generación de aerosol dependiendo de diferentes factores operativos. La naturaleza insertable y extraíble del dispositivo de guiado de aerosol también es ventajosa porque dicho dispositivo se puede cambiar si las circunstancias operativas del sistema de generación de aerosol cambian con el tiempo. El dispositivo de guiado de aerosol puede comprender además un medio de seguridad que lo asegura a la carcasa exterior del sistema de generación de aerosol, por ejemplo, una junta tórica, que impide el movimiento no deseado del dispositivo de guiado de aerosol dentro del sistema de generación de aerosol en uso. El dispositivo de guiado de aerosol puede proporcionar además integridad estructural a un sistema de generación de aerosol.
Ciertas realizaciones preferidas de la presente invención se describirán ahora a modo de ejemplo solo con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:
Las Figuras 1A a 1C muestran representaciones esquemáticas de un dispositivo de guiado de aerosol de acuerdo con una realización de la presente invención;
Las Figuras 2A a 2C muestran representaciones esquemáticas de un dispositivo de guiado de aerosol de acuerdo con otra realización de la presente invención;
Las figuras 3A a 3C muestran representaciones esquemáticas de un sistema de generación de aerosol de acuerdo con una realización de la presente invención; y
Las Figuras 4A a 4C muestran representaciones esquemáticas de un sistema de generación de aerosol de acuerdo con otras realizaciones que no pertenecen a la presente invención.
La Figura 1 muestra un ejemplo de un dispositivo 1 de guiado de aerosol de acuerdo con la presente invención. La Figura 1A muestra una vista esquemática de tal dispositivo 1 de guiado de aerosol, la Figura 1B muestra una vista lateral del dispositivo 1 de guiado de aerosol y la Figura 1C muestra una vista de extremo del dispositivo 1 de guiado de aerosol. En cada una de las Figuras 1A a 1C, se puede ver que el dispositivo 1 de guiado de aerosol comprende la entrada 11 de aire y la salida 12 de aire de la cámara 10. El aerosol se introduce desde un medio de generación de aerosol (no mostrado) en la cámara 10 en uso en su parte más estrecha 13, y se define una ruta del flujo de aire desde la entrada 11 de aire a la salida 12 de aire para transportar el aerosol a la salida 12 de aire.
La parte más estrecha 13 de la cámara 10 se puede considerar como una sección restringida, de modo que una parte 14 aguas arriba de la cámara 10 está definida entre la entrada 11 de aire y la sección restringida 13 y una parte 15 aguas abajo de la cámara 10 está definida entre la sección restringida 13 y la salida 12 de aire. Se apreciará que cualquier narrativa dirigida a las dimensiones de la cámara del dispositivo de guiado de aerosol en los ejemplos de cualquiera de las Figuras, por ejemplo, la "parte más estrecha", la "sección restringida", el "área en sección transversal", las dimensiones de la "entrada de aire" o la "salida de aire" se hacen con referencia a las dimensiones internas de dicha cámara.
De acuerdo con el efecto Venturi, la parte más estrecha 13 de la cámara 10 es el punto en el que el flujo de aire a través del medio 1 de guiado de aerosol es más rápido. Controlando el tamaño y la configuración de la parte más estrecha 13 de la cámara 10, se pueden regular tanto la velocidad del flujo de aire como la dirección del flujo de aire, y el tamaño de partícula del aerosol resultante se puede controlar de forma más precisa y, en particular, reducir con relación a los dispositivos conocidos. Además, cuanto más rápido es el flujo de aire en la ruta del flujo de aire en uso, más aerosol se puede entregar al usuario, dando así como resultado un mecanismo de entrega de aerosol más efectivo y mejorando tanto la eficiencia de un sistema de generación de aerosol en el que se puede insertar el medio 1 de guiado de aerosol como la experiencia general de fumar para el usuario.
Como se ha mostrado en la Figura 1B, la parte 14 aguas arriba y la parte 15 agua abajo de la cámara 10 se estrechan cada una hacia adentro desde la entrada 11 de aire y la salida 12 de aire, respectivamente, hacia la parte más estrecha o la sección restringida 13 de la cámara 10. El estrechamiento de la cámara 10 proporciona ventajosamente un control mejorado del diferencial de presión a lo largo de la ruta del flujo de aire. En particular, los gradientes graduales de las partes estrechadas reducen el arrastre en la cámara 10 y regulan así el flujo de aire de una manera controlada.
El ángulo de estrechamiento de la parte 14 aguas arriba de la cámara 10 se ha mostrado en la Figura 1B como mayor que el ángulo de estrechamiento de la parte 15 aguas abajo de la cámara 10. También se ha mostrado que la longitud de la parte 14 aguas arriba es menor que la longitud de la parte 15 aguas abajo de la cámara 10. Por lo tanto, el aire que ingresa al dispositivo 1 de guiado de aerosol en uso será acelerado desde la entrada 11 de aire hacia la parte más estrecha o la sección restringida 13 y luego se desacelerará gradualmente desde la parte más estrecha o la sección restringida 13 hacia la salida 12 de aire, y el flujo de aire será más rápido en la parte más estrecha o en la sección restringida 13.
En la Figura 1B, el ángulo 0 de estrechamiento de la parte 14 aguas arriba es de 30 grados y el ángulo 9 de estrechamiento de la parte 15 aguas abajo es de 5 grados. Los ángulos de estrechamiento se han identificado para proporcionar un aumento óptimo del caudal de aire en la cámara 10 en la parte más estrecha o sección restringida 13, dando como resultado una diferencia de presión adecuada a lo largo de la cámara 10 del dispositivo 1 de guiado de aerosol en uso. La longitud del dispositivo 1 de guiado de aerosol en el ejemplo mostrado en la Figura 1B es de 46,5 milímetros, el diámetro en su parte más ancha es de 13,5 milímetros, el diámetro en su parte más estrecha es de 2 milímetros, la longitud de la parte 14 aguas arriba es de 9,25 milímetros y la longitud de la parte 15 aguas abajo es de 37,25 milímetros.
Como se ha mostrado en la Figura 1C, el dispositivo 1 de guiado de aerosol comprende una forma circular en sección transversal. Como se ha mostrado en la Figura 1B, la forma en sección transversal del dispositivo 1 de guiado de aerosol disminuye desde la entrada 11 de aire hasta la parte más estrecha o sección restringida 13 y luego aumenta desde la parte más estrecha o sección restringida 13 hasta la salida 12 de aire.
Como se ha mostrado en la Figura 1B, la entrada 11 de aire y la salida 12 de aire tienen las mismas dimensiones. Sin embargo, la entrada 11 de aire y la salida 12 de aire pueden tener, alternativamente, dimensiones diferentes. Las dimensiones relativas de la entrada 11 de aire y la salida 12 de aire, así como el estrechamiento relativo de la parte 14 aguas arriba y la parte 15 aguas abajo de la cámara 10, se pueden seleccionar para proporcionar un medio de control de presión para controlar el diferencial de presión entre la entrada 11 de aire y salida 12 de aire de la cámara 10 del dispositivo 1 de guiado de aerosol. En particular, las dimensiones relativas de la entrada 11 de aire y la salida 12 de aire también pueden afectar a la velocidad y la intensidad del flujo de aire dentro de la cámara 10. Además, se pueden proporcionar un medio de control de presión por la forma de la cámara 10 del dispositivo 1 de guiado de aerosol. Por ejemplo, el estrechamiento de las paredes de la cámara 10 como se ha mostrado en la Figura 1B proporciona un medio de control de presión a través de los gradientes graduales de las paredes estrechadas, que actúan para reducir el arrastre y por lo tanto homogeneizar la presión a lo largo de una sección transversal particular de la cámara 10. La caída de presión a lo largo de la cámara 10 del dispositivo 1 de guiado de aerosol entre la entrada 11 de aire y la parte más estrecha 13 puede estar preferiblemente entre 735,5 Pa y 1078,7 Pa (75 y 110 mmWC) en uso, que es el intervalo de caída de presión a lo largo de un cigarrillo convencional.
El dispositivo 1 de guiado de aerosol mostrado en la Figura 1 se puede fabricar, por ejemplo, con un material plástico, que sea térmicamente aislante. Se pueden utilizar otros materiales térmicamente aislantes adecuados y son conocidos por los expertos en la técnica. Una ventaja de esto es que cuando el dispositivo 1 de guiado de aerosol se inserta en un sistema de generación de aerosol, el sistema puede ser más eficiente térmicamente porque se reduce la pérdida de calor. Esto es de particular importancia si el medio de generación de aerosol comprende un calentador.
Aunque no se ha mostrado en la Figura 1, la cámara 10 del dispositivo 1 de guiado de aerosol puede tener nervaduras internamente. Tal configuración puede reducir ventajosamente la cantidad de flujo de aire envolvente a lo largo de las paredes de la cámara, mejorando así la eficiencia del sistema.
La cámara 10 del dispositivo 1 de guiado de aerosol de la Figura 1 se puede fabricar utilizando tecnologías de impresión 3D. Esta técnica se puede utilizar para fabricar una cámara 10 que comprende un solo elemento corporal, como se ha mostrado en la Figura 1, que actúa para reducir la variabilidad entre componentes. La utilización de un solo elemento también evita la necesidad de ensamblar múltiples componentes, aumentando así la facilidad de uso del dispositivo 1 de guiado de aerosol.
Las figuras 2A a 2C muestran otra realización del dispositivo 2 de guiado de aerosol de la presente invención. El dispositivo 2 de guiado de aerosol comprende una cámara 20 que tiene una entrada 21 de aire y una salida 22 de aire. Se ha mostrado que la parte más estrecha o la sección restringida 23 del medio 2 de guiado de aerosol se encuentra entre la parte 26 aguas arriba y la parte 27 aguas abajo de la cámara 20.
Todas las características y la configuración de dichas características descritas con referencia a la Figura 1 también se pueden aplicar igualmente a la realización mostrada en la Figura 2. En relación con la realización mostrada en la Figura 1, la realización mostrada en la Figura 2 comprende además perforaciones 24 en la cámara 2 en su parte más estrecha 23, a través de las cuales se reciben las mechas capilares 25. En esta realización, las mechas capilares 25 forman parte del medio de generación de aerosol y las perforaciones 24 forman el medio de entrega de aerosol. Las mechas capilares 25 pueden estar en conexión con un depósito de líquido (no mostrado) que está ubicado o bien fuera o bien dentro de la cámara 20.
En uso, cuando se activa un sistema que comprende el dispositivo 2 de guiado de aerosol, el medio de generación de aerosol, que puede comprender además un calentador (no mostrado), vaporiza el material líquido para formar un vapor sobresaturado. El vapor sobresaturado se mezcla con aire procedente de al menos una entrada de aire del sistema y se condensa para formar un aerosol, que se entrega a la cámara 20 del dispositivo 2 de guiado de aerosol en su parte más estrecha 23 a través de las mechas capilares 25 mediante las perforaciones 24. Mediante la acción de succión de la boca de un usuario, el aerosol se transporta hacia la salida 22 de aire de la cámara 20 del dispositivo 2 de guiado de aerosol de tal manera que se define una ruta del flujo de aire desde la entrada 21 de aire a la salida 22 de aire en una dirección desde la parte 26 aguas arriba a la parte 27 aguas abajo de la cámara 20.
Con referencia a la figura 2B, se forma un área de baja presión en la parte más estrecha 23 de la cámara 20 de modo que el material líquido se extrae de un depósito de líquido (no mostrado). Al mismo tiempo, el área de baja presión en la parte más estrecha 23 de la cámara 20 hace que el flujo de aire aumente en velocidad en virtud del efecto Venturi, de tal manera que el flujo de aire en la parte más estrecha 23 de la cámara 20 es más rápido que el flujo de aire aguas arriba y aguas abajo de la parte más estrecha 23.
El líquido a vaporizar puede tener propiedades físicas que son adecuadas para utilizar en un sistema de generación de aerosol, por ejemplo, puede tener un punto de ebullición que sea adecuado para vaporizar dicho líquido en la parte más estrecha 23 de la cámara 20. Si el punto de ebullición del líquido es demasiado alto, entonces el medio de generación de aerosol no será capaz de vaporizar dicho líquido. Si el punto de ebullición del líquido es demasiado bajo, el líquido puede vaporizarse incluso antes de que se active el medio de generación de aerosol.
La utilización de un material líquido a vaporizar ofrece ventajas particulares en combinación con la entrega de aerosol en la parte más estrecha 23 de la cámara 20. Por ejemplo, el área de presión de aire reducida en el punto más estrecho 23 reduce el punto de ebullición de tal líquido, haciendo así que el dispositivo 2 de guiado de aerosol sea más eficiente y ahorrando energía eléctrica. Por lo tanto, la parte más estrecha 23 de la cámara 20 puede ser el medio 2 de generación de aerosol en virtud de su forma. Además, la presión reducida en la parte más estrecha 23 de la cámara 20 puede actuar para extraer líquido de un depósito de líquido (no mostrado), a través de mechas 25, hacia la parte más estrecha 23 de la cámara 20, dando como resultado una mejor consistencia calada a calada y asegurando que siempre haya suficiente líquido para ser vaporizado, lo que elimina el problema de las caladas en seco. Esto también da como resultado un caudal aumentado de aerosol a través del sistema 2 de generación de aerosol en uso, lo que mejorará la experiencia del usuario proporcionando un aumento en la producción de aerosol por calada. Esto además da como resultado un mejor control sobre el tamaño de partícula de la gota de aerosol presente en el líquido vaporizado así como el control sobre la distribución espacial de dichas partículas de aerosol.
El material líquido puede comprender tabaco o aromatizantes que comprenden tabaco. Además o alternativamente, el material líquido puede comprender aromatizantes que no comprenden tabaco. El líquido a vaporizar también puede comprender glicerina o derivados de glicol y mezclas de los mismos.
El medio de generación de aerosol (no mostrado) puede comprender un calentador (no mostrado), en donde el calentador comprende cualquiera de un material cerámico, una bobina de alambre, un medio de calentamiento inductivo, un medio de calentamiento ultrasónico y/o un medio de calentamiento piezoeléctrico.
El medio de generación de aerosol (no mostrado) comprende además una mecha 25 que es recibida por la cámara 20 del dispositivo 2 de guiado de aerosol en su parte más estrecha 23 a través de al menos una perforación 24 y la mecha 25 está en comunicación con un depósito de líquido (no mostrado). El sistema 2 de generación de aerosol puede comprender además dicho depósito de líquido (no mostrado). En este ejemplo, el medio de generación de aerosol (ahora mostrado) puede comprender preferiblemente un calentador de bobina que está ubicado en la parte más estrecha 23 de la cámara 20 o sustancialmente en la parte más estrecha 23 de la cámara 20. Las mechas 25 pueden extraer líquido a vaporizar de al menos un depósito de líquido (no mostrado) ubicado fuera de la cámara 20 del dispositivo de guiado de aerosol, por ejemplo.
Con referencia ahora a las Figuras 3A a 3C, se ha mostrado un sistema 3 de generación de aerosol. La Figura 3A muestra una vista esquemática y una vista despiezada ordenadamente del sistema 3 de generación de aerosol. La Figura 3B muestra una vista lateral del dispositivo 3 de generación de aerosol. La Figura 3C muestra una vista lateral del dispositivo 3 de generación de aerosol en un plano que pasa por el centro del sistema, en el que el sistema comprende un medio de generación de aerosol (no mostrado), un medio de entrega de aerosol (no mostrado) y un dispositivo 30 de guiado de aerosol, en el que el dispositivo 30 de guiado de aerosol comprende una cámara 31 que tiene una entrada 32 de aire y una salida 33 de aire.
El medio de entrega de aerosol (no mostrado) está configurado de tal manera que el aerosol se introduce desde el medio de generación de aerosol a la cámara 31 en uso en su parte más estrecha 34, y se define una ruta del flujo de aire desde la entrada 32 de aire a la salida 33 de aire para transportar el aerosol a la salida 33 de aire. El sistema 3 de generación de aerosol comprende además una carcasa exterior 37 y una boquilla 38. El medio 30 de guiado de aerosol puede ser el de las realizaciones mostradas en la Figura 1 o la Figura 2, o cualquier otro dispositivo de guiado de aerosol adecuado.
Preferiblemente, el medio de generación de aerosol (no mostrado) puede comprender una mecha (no mostrada) que es recibida por la cámara 31 del dispositivo 30 de guiado de aerosol en su parte más estrecha 34 a través de al menos una perforación (no mostrada) y la mecha (no mostrada) puede estar en comunicación con un depósito de líquido (no mostrado). El medio de generación de aerosol (no mostrado) puede comprender un calentador de bobina, estando ubicado dicho calentador de bobina en la parte más estrecha 34 de la cámara 31 o sustancialmente en la parte 34 más estrecha de la cámara 31. La mecha (no mostrada) puede extraer líquido a vaporizar de al menos un depósito de líquido (no mostrado) ubicado fuera de la cámara 31 del dispositivo 30 de guiado de aerosol, por ejemplo.
La carcasa exterior 37 del sistema 3 de generación de aerosol aloja la cámara 31 del dispositivo 30 de guiado de aerosol en uso. La carcasa exterior 37 está configurada para recibir el dispositivo 30 de guiado de aerosol, que es insertable y extraíble del sistema 3 de generación de aerosol. Esto proporciona una ventaja particular porque se pueden proporcionar diferentes dispositivos de guiado de aerosol para el generador 3 de aerosol dependiendo de diferentes factores operativos. La naturaleza extraíble del dispositivo de guiado de aerosol también es ventajosa porque dicho dispositivo se puede cambiar si las circunstancias operativas del sistema 3 de generación de aerosol cambian con el tiempo o si un dispositivo de guiado de aerosol llega al final de su vida útil. El dispositivo de guiado de aerosol puede comprender además un medio de seguridad, por ejemplo una junta tórica, que lo asegura a la carcasa exterior 37 del sistema 3 de generación de aerosol, lo que impide el movimiento no deseado del dispositivo de guiado de aerosol dentro del sistema 3 de generación de aerosol en uso. El dispositivo 30 de guiado de aerosol puede proporcionar además integridad estructural al sistema 3 de generación de aerosol.
Las Figuras 4A a 4C muestran ejemplos de los dispositivos 40a, 50a, 60a de guiado de aerosol, dentro de los sistemas 4, 5, 6 de generación de aerosol; en donde dichos ejemplos no pertenecen a la presente invención, lo que se ha definido en las reivindicaciones adjuntas.
Cada sistema 4, 5, 6 de generación de aerosol comprende una carcasa exterior 44, 54, 64 y una boquilla 45, 55, 65. Cada sistema 4, 5, 6 de generación de aerosol también comprende una mecha 48, 58, 68 y un calentador 49, 59, 69 de bobina que se ha mostrado cerca de la parte más estrecha 43, 53, 63 de la cámara 40b, 50b, 60b. En otros ejemplos, la mecha 48, 58, 68 y el calentador 49, 59, 69 de bobina se pueden extender aún más hacia la parte más estrecha 43, 53, 63 y/o se pueden extender hasta una posición dentro de la parte más estrecha 43, 53, 63. De acuerdo con la presente invención, el calentador está configurado para extenderse hasta una posición dentro de la parte más estrecha de la cámara. Esta última disposición proporciona efectos ventajosos para introducir aerosol en la cámara 40b, 50b, 60b debido al área de baja presión que se forma en la parte más estrecha 43, 53, 63 en virtud del efecto Venturi. El área de baja presión actúa para atraer líquido hacia la mecha 48, 58, 68 y el calentador 49, 59, 69 de bobina de manera particularmente efectiva, dando así como resultado que haya más líquido presente en el extremo de la mecha 48, 58, 68 para vaporizar y por lo tanto, se puede entregar más aerosol al usuario por calada.
En la Figura 4A, la cámara 40b del dispositivo 40a de guiado de aerosol tiene una entrada 41 de aire que tiene una dimensión más grande que la salida 42 de aire. Por el efecto Venturi, el aire se acelera desde la entrada 41 de aire hacia la salida 42 de aire, que también es la parte más estrecha 43 de la cámara 40b. El aire puede entonces desacelerar después de abandonar la salida 42 de aire. Como se puede ver en la Figura 4A, el medio 46 de generación de aerosol comprende un depósito 47 de líquido, una mecha 48 y un calentador 49 de bobina. Un extremo de la mecha está en conexión con el líquido en el depósito 47 de líquido en uso y el calentador 49 calienta el otro extremo de la mecha 48. La mecha 48 también actúa como el medio de entrega de aerosol ya que el aerosol es generado por el medio 46 de generación de aerosol cerca de la bobina del calentador 49 de alambre de tal manera que el aerosol se introduce en la cámara 40b del dispositivo 40a de guiado de aerosol en su parte más estrecha 43.
En la Figura 4A se ha mostrado que el medio 46 de generación de aerosol está dentro de la cámara 40b del dispositivo 40a de guiado de aerosol. El medio 46 de generación de aerosol también están muy cerca de la parte más estrecha 43 de la cámara 40b. El medio 46 de generación de aerosol puede actuar para regular el flujo de aire en la ruta del flujo de aire actuando como una guía alrededor de la cual debe fluir el aire. En este ejemplo, el medio de generación de aerosol también puede actuar como un componente para atrapar partículas de aerosol más grandes que tienen un diámetro mayor de aproximadamente 1,0 micrómetro. Esto no solo elimina las partículas de aerosol más grandes que pueden no alcanzar los pulmones de un usuario de todos modos, sino que también actúa para proporcionar una mejor uniformidad al tamaño de partícula de las partículas de aerosol eliminando dichas partículas de aerosol más grandes.
En la Figura 4B, la cámara 50b del dispositivo 50a de guiado de aerosol tiene una entrada 51 de aire que tiene una dimensión más pequeña que la salida 52 de aire. Por el efecto Venturi, el aire se acelera cuando entra en la entrada 51 de aire, que también es la parte más estrecha 53 de la cámara 50b, y se desacelera desde la entrada 51 de aire hacia la salida 52 de aire. Como se puede ver en la Figura 4B, el medio 56 de generación de aerosol comprende un depósito 57 de líquido, una mecha 58 y un calentador 59 de bobina. Un extremo de la mecha está en conexión con el líquido en el depósito 57 de líquido en uso y el calentador 59 calienta el otro extremo de la mecha 58. La mecha 58 también actúa como el medio de entrega de aerosol ya que el aerosol es generado por el medio 56 de generación de aerosol cerca de la bobina del calentador 59 de alambre de tal manera que el aerosol se introduce en la cámara 50b del dispositivo 50a de guiado de aerosol en su parte más estrecha 53.
Se ha mostrado que el medio 56 de generación de aerosol del sistema 5 de generación de aerosol está ubicado dentro del dispositivo 50a de guiado de aerosol. Una ventaja de ubicar el medio 56 de generación de aerosol fuera del dispositivo 50a de guiado de aerosol es que no afectará ni modificará el flujo de aire en la cámara 50b del dispositivo 50a de guiado de aerosol.
Se apreciará que aunque los dispositivos 40a, 50a de guiado de aerosol mostrados respectivamente en las Figuras 4A y 4B no se extienden por toda la longitud de la cubierta exterior 44, 54 del sistema 4, 5 de generación de aerosol, otras realizaciones de la presente invención pueden comprender dispositivos de guiado de aerosol de la misma forma general que los dispositivos 40a, 50a de guiado de aerosol que se extienden por toda la longitud de la carcasa exterior del sistema de generación de aerosol.
La Figura 4C muestra un dispositivo 60a de guiado de aerosol que puede ser una combinación de los dispositivos 40a, 50a de guiado de aerosol como se ha mostrado en las Figuras 4A y 4B. Alternativamente, el dispositivo 60a de guiado de aerosol se puede fabricar a partir de un componente de un solo elemento y no de dos componentes separados. Una ventaja de tener un dispositivo 60a de guiado de aerosol que comprende un solo componente es que la variabilidad entre componentes se puede reducir en el proceso de fabricación. Alternativamente, el dispositivo 60a de guiado de aerosol podría estar hecho de dos componentes separados, por ejemplo, los dispositivos 40a, 50a de guiado de aerosol como se ha mostrado en las Figuras 4A y 4B respectivamente.
En la Figura 4C, la cámara 60b del dispositivo 60a de guiado de aerosol tiene una entrada 61 de aire que tiene las mismas dimensiones que la salida 62 de aire. El diferencial de presión global entre la entrada 61 de aire y la salida 62 de aire es, por lo tanto, cero. Entre la entrada 61 de aire y la parte más estrecha 63, las dimensiones del área en sección transversal de la cámara 60b disminuyen, y existe así una caída de presión entre ellas. Entre la parte más estrecha 63 y la salida del aire 62, las dimensiones del área transversal de la cámara 60b aumentan; y por lo que existe un aumento de presión entre ellas. En la parte más estrecha 63, existe por lo tanto una región de baja presión. Además, el estrechamiento de las paredes de la cámara 60b como se ha mostrado en la Figura 4C proporciona un medio de control de presión a través de los gradientes graduales de las paredes estrechadas, que actúa para reducir el arrastre y, por lo tanto, homogeneizar la presión a lo largo de una sección transversal particular de la cámara 60b. La caída de presión a lo largo de la cámara 60b del dispositivo 60a de guiado de aerosol entre la entrada 61 de aire y la parte más estrecha 63 puede estar preferiblemente entre 735,5 Pa y 1078,7 Pa (75 y 110 mmWC) en uso, que es el intervalo de caída de presión a lo largo de un cigarrillo convencional.
Por el efecto Venturi, el aire se acelera desde la entrada 61 de aire hacia la parte más estrecha 63 de la cámara 60b, y luego se desacelera desde la entrada 61 de aire hacia la salida 62 de aire. Como se puede ver en la Figura 4C, el medio 66 de generación de aerosol comprende un depósito 67 de líquido, una mecha 68 y un calentador 69 de bobina. Un extremo de la mecha está en conexión con el líquido en el depósito 67 de líquido en uso y el calentador 69 calienta el otro extremo de la mecha 68. La mecha 68 también actúa como el medio de entrega de aerosol ya que el aerosol es generado por el medio 66 de generación de aerosol cerca de la bobina del calentador 69 de alambre de tal manera que el aerosol se introduce en la cámara 60b del dispositivo 60a de guiado de aerosol en su parte más estrecha 63.
En cada una de las Figuras 4A a 4C, los gradientes graduales de las partes estrechadas reducen el arrastre en la cámara y regulan así el flujo de aire de una manera controlada.
Se apreciará que las características descritas anteriormente en relación con una realización de la presente invención también se pueden aplicar igualmente a cualquier otra realización cuando sea apropiado. Por ejemplo, los dispositivos 40a, 50a, 60a de guiado de aerosol de las Figuras 4A a 4C, respectivamente, pueden ser extraíbles e insertables en la carcasa exterior 37 del sistema 3 de generación de aerosol de las Figuras 3A a 3C.

Claims (6)

REIVINDICACIONES
1. Un sistema (3) de generación de aerosol, cuyo sistema comprende:
un medio de generación de aerosol;
un medio de entrega de aerosol; y
un dispositivo (1) de guiado de aerosol,
en el que el dispositivo (1) de guiado de aerosol comprende una cámara (10) que tiene una entrada (11) de aire y una salida (12) de aire, estando configurado el medio de entrega de aerosol de tal manera que el aerosol se introduce desde el medio de generación de aerosol en la cámara (10) en uso en su parte más estrecha, y en el que se define una ruta de flujo de aire desde la entrada (11) de aire a la salida (12) de aire para transportar el aerosol a la salida (12) de aire,
caracterizado por que la cámara (10) del dispositivo (1) de guiado de aerosol comprende una sección restringida (13, 63) de tal manera que una parte (14) aguas arriba de la cámara (10) está definida por una primera pared de la cámara (10) entre la entrada (11) de aire y la sección restringida (13, 63) y una parte (15) aguas abajo de la cámara (10) está definida por una segunda pared de la cámara (10) entre la sección restringida (13, 63) y la salida (12) de aire,
en el que la primera pared de la cámara (10) en la parte (14) aguas arriba y la segunda pared de la cámara (10) en la parte (15) aguas abajo se estrechan desde la entrada (11) de aire y la salida (12) de aire respectivamente hacia la sección restringida (13, 63), cada una en un ángulo (0, 9) de estrechamiento respectivo, y
en el que el medio de generación de aerosol comprende un calentador configurado para extenderse hasta una posición dentro de la parte más estrecha de la cámara (10), en la que el calentador comprende cualquiera de un material cerámico, una bobina de alambre, un medio de calentamiento inductivo, un medio de calentamiento ultrasónico y/o un medio de calentamiento piezoeléctrico.
2. Un sistema según la reivindicación 1, en el que el ángulo de estrechamiento de la parte (14) aguas arriba de la cámara (10) es mayor que el ángulo de estrechamiento de la parte (15) aguas abajo de la cámara (10) y/o la longitud de la parte (14) aguas arriba de la cámara es menor que la longitud de la parte (15) aguas abajo de la cámara (10).
3. Un sistema según cualquiera de las reivindicaciones 1 o 2, en el que el ángulo de estrechamiento de la parte (14) aguas arriba de la cámara (10) está entre 20 y 40 grados con relación al eje longitudinal de la cámara (10), más preferiblemente entre 25 y 35 grados, y aún más preferiblemente es de 30 grados.
4. Un sistema según cualquiera de las reivindicaciones 1 o 2, en el que el ángulo de estrechamiento de la parte (15) aguas abajo de la cámara (10) está entre 3 y 7 grados con relación al eje longitudinal de la cámara (10), más preferiblemente entre 4 y 6 grados, y aún más preferiblemente es de 5 grados.
5. Un sistema según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el dispositivo (1) de guiado de aerosol es insertable y extraíble del sistema (3) de generación de aerosol.
6. Un sistema según la reivindicación 1, en el que el medio de generación de aerosol comprende además una mecha (25) que es recibida por la cámara (20) en su parte más estrecha a través de al menos una perforación (24) y la mecha (25) está en comunicación con un depósito de líquido.
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