ES2893115T3 - Un sistema generador de aerosol con flujo de aire de ventilación oculto - Google Patents

Un sistema generador de aerosol con flujo de aire de ventilación oculto Download PDF

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ES2893115T3 ES18740222T ES18740222T ES2893115T3 ES 2893115 T3 ES2893115 T3 ES 2893115T3 ES 18740222 T ES18740222 T ES 18740222T ES 18740222 T ES18740222 T ES 18740222T ES 2893115 T3 ES2893115 T3 ES 2893115T3
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Abstract

Un sistema generador de aerosol (50) que comprende: una unidad de cartucho (10) que comprende: un cartucho (12) que tiene un extremo corriente arriba (23) y un extremo corriente abajo (25); una boquilla (34) conectada al cartucho (12), la boquilla (34) que comprende una salida de aire de la boquilla (40); y una cámara de mezcla (42) que se extiende entre el extremo corriente abajo (25) del cartucho (12) y la salida de aire de la boquilla (40); y una entrada de aire de ventilación (38) colocada corriente abajo del cartucho (12) y que proporciona comunicación continua entre un exterior de la unidad de cartucho (10) y la cámara de mezcla (42); y un dispositivo generador de aerosol (52) que comprende: un alojamiento (54) que define una cavidad del dispositivo (56) para recibir un extremo corriente arriba de la unidad de cartucho (10); un calentador eléctrico (60) para calentar el cartucho (12) cuando la unidad de cartucho (10) se recibe dentro de la cavidad del dispositivo (56); un suministro de energía (62); y un controlador (64) configurado para controlar un suministro de energía eléctrica desde el suministro de energía (62) al calentador eléctrico (60); en donde el sistema generador de aerosol (50) está configurado de manera que, cuando el extremo corriente arriba de la unidad de cartucho (10) se recibe dentro de la cavidad del dispositivo (56), la entrada de aire de ventilación (38) se coloca dentro de la cavidad del dispositivo (56) y una porción de una superficie interna (58) de la cavidad del dispositivo (56) que recubre la entrada de aire de ventilación (38) está separada de la unidad de cartucho (10).

Description

DESCRIPCIÓN
Un sistema generador de aerosol con flujo de aire de ventilación oculto
La presente invención se refiere a un sistema generador de aerosol que comprende una unidad de cartucho y está configurado para ventilar el flujo de aire hacia el interior de la unidad de cartucho. Las modalidades particularmente preferidas de la invención se refieren a un sistema generador de aerosol que comprende una fuente de nicotina y una fuente de ácido para la generación in situ de un aerosol que comprende partículas de sal de nicotina.
El documento WO 2017/108721 A1 describe un sistema generador de aerosol que comprende un cartucho, el cartucho que comprende un primer compartimento que contiene una fuente de nicotina y un segundo compartimento que contiene una fuente de ácido. El primer compartimento tiene una primera entrada de aire y una primera salida de aire, y el segundo compartimento tiene una segunda entrada de aire y una segunda salida de aire. El sistema generador de aerosol comprende además una boquilla configurada para acoplarse con el cartucho para definir una cámara en comunicación continua con la primera salida de aire y la segunda salida de aire. La boquilla comprende una tercera entrada de aire en comunicación continua con la cámara y una tercera salida de aire en comunicación continua con la cámara, en donde la tercera entrada de aire define un área de flujo, y en donde la boquilla está configurada de manera que el área de flujo a través del tercer aire la entrada es variable.
El documento WO 2017/032695 A1 describe una unidad de cartucho que tiene un extremo proximal y un extremo distal para su uso en un sistema generador de aerosol, que comprende la unidad de cartucho un cartucho. El cartucho comprende un primer compartimento que tiene una primera entrada de aire y una primera salida de aire, y un segundo compartimento que tiene una segunda entrada de aire y una segunda salida de aire. La unidad de cartucho también comprende una boquilla que rodea parcialmente el cartucho, teniendo la boquilla una tercera salida de aire. El cartucho y la boquilla se pueden mover longitudinalmente entre sí entre una posición retraída en donde un extremo proximal de la boquilla se apoya en un extremo proximal del cartucho, y una posición extendida en donde los extremos proximales de la boquilla y el cartucho están espaciados longitudinalmente separados para crear una cámara entre ellos en comunicación continua con la primera, segunda y tercera salidas de aire. En la posición retraída, la primera y segunda entradas de aire y la primera y segunda salidas de aire están obstruidas por la boquilla y la tercera salida de aire está obstruida por el cartucho. En la posición extendida, el aire puede introducirse en la cámara a lo largo de una primera trayectoria de flujo de aire que se extiende desde la primera entrada de aire, a través del primer compartimento, hasta la primera salida de aire y una segunda trayectoria de flujo de aire que se extiende desde la segunda entrada de aire, a través del segundo compartimento de la cavidad del dispositivo a la segunda salida de aire y fuera de la cámara a través de la tercera salida de aire.
Se conocen dispositivos para generar y administrar aerosoles a un usuario, incluidos los dispositivos para administrar nicotina a un usuario. Los sistemas conocidos para administrar aerosoles a un usuario pueden incluir una o más entradas para introducir aire de ventilación en el dispositivo. En este contexto, el aire de ventilación es un flujo de aire que pasa a través del sistema de una manera que pasa por alto la sección del sistema que genera aerosoles. Por lo tanto, el aire de ventilación diluye el corriente principal de flujo de aire que contiene el aerosol generado para proporcionar al usuario la concentración deseada de aerosol.
Sin embargo, típicamente, los dispositivos conocidos han incluido entradas de aire de ventilación sin considerar el efecto del aire de ventilación sobre la calidad del aerosol administrado a un usuario y cómo el posicionamiento de las entradas de aire de ventilación puede afectar la usabilidad del dispositivo. Sería conveniente proporcionar un sistema generador de aerosol que aborde al menos estos problemas con dispositivos conocidos.
De conformidad con la presente invención, se proporciona un sistema generador de aerosol que comprende una unidad de cartucho y un dispositivo generador de aerosol que tiene las características de la reivindicación 1.
Preferentemente, el cartucho comprende un primer compartimento que tiene una primera entrada de aire en el extremo corriente arriba del cartucho y una primera salida de aire en el extremo corriente abajo del cartucho. Preferentemente, el cartucho también comprende un segundo compartimento que tiene una segunda entrada de aire en el extremo corriente arriba del cartucho y una segunda salida de aire en el extremo corriente abajo del cartucho. Como se usa en la presente descripción, los términos "corriente arriba" y "corriente abajo" se refieren a la dirección del flujo de aire a través de la unidad de cartucho o componentes de la unidad de cartucho durante el uso del sistema generador de aerosol. Es decir, generalmente, el aire fluye desde un extremo corriente arriba hasta un extremo corriente abajo.
Los sistemas generadores de aerosol de conformidad con la presente invención comprenden una entrada de aire de ventilación en una unidad de cartucho que se coloca corriente abajo de un cartucho, en donde la entrada de aire de ventilación se coloca dentro de una cavidad del dispositivo cuando el extremo corriente arriba de la unidad de cartucho se recibe dentro de la cavidad del dispositivo, y en donde una parte de una superficie interna de la cavidad del dispositivo está separada de la entrada de aire de ventilación. Los presentes inventores han reconocido que esta configuración es particularmente ventajosa en comparación con los sistemas generadores de aerosol conocidos.
En primer lugar, colocar la entrada de aire de ventilación corriente abajo del cartucho elimina esencialmente el contacto entre el aire de ventilación y el cartucho, que se calienta durante el uso. Ventajosamente, esto reduce la temperatura del aire de ventilación en comparación con los sistemas conocidos en los que el aire de ventilación ingresa al sistema corriente arriba del cartucho o adyacente al cartucho y fluye a través de una superficie externa del cartucho antes de mezclarse con el aire de la corriente principal corriente abajo. Reducir la temperatura del aire de ventilación puede reducir la temperatura general del aerosol entregado a un usuario, lo que puede mejorar la experiencia del usuario. Reducir la temperatura del aire de ventilación puede facilitar un aumento en la temperatura de calentamiento del cartucho mientras se mantiene la temperatura general del aerosol administrado a un usuario. En segundo lugar, el sistema generador de aerosol configurado de manera que la entrada de aire de ventilación se coloque dentro de la cavidad del dispositivo cuando el extremo corriente arriba del cartucho se recibe dentro de la cavidad del dispositivo puede evitar esencialmente que un usuario oscurezca la entrada de aire de ventilación en comparación con los sistemas conocidos en donde se coloca una entrada de aire de ventilación en una porción de un cartucho o una unidad de cartucho que puede ser cubierto inadvertidamente por la boca de un usuario durante el uso del sistema generador de aerosol.
Preferentemente, la entrada de aire de ventilación se coloca dentro de una mitad corriente abajo de la cavidad del dispositivo cuando el extremo corriente arriba de la unidad de cartucho se recibe dentro de la cavidad del dispositivo. Ventajosamente, colocar la entrada de aire de ventilación en la mitad corriente abajo de la cavidad del dispositivo puede facilitar el espaciado de la entrada de aire de ventilación del extremo corriente abajo del cartucho, lo que puede minimizar la temperatura del aire de ventilación que entra en la cámara de mezcla a través de la entrada de aire de ventilación.
Ventajosamente, colocar la entrada de aire de ventilación en la mitad corriente abajo de la cavidad del dispositivo puede facilitar el aumento de la longitud del cartucho mientras se mantiene la entrada de aire de ventilación corriente abajo del cartucho. Esto puede facilitar el aumento de la longitud del primer y segundo compartimentos, lo que puede aumentar la capacidad del primer y segundo compartimentos para almacenar uno o más sustratos formadores de aerosoles, como se describe con más detalle en la presente descripción.
La cavidad del dispositivo puede tener una longitud máxima que se extiende entre un extremo corriente arriba de la cavidad del dispositivo y un extremo corriente abajo de la cavidad del dispositivo. Preferentemente, la distancia entre la entrada de aire de ventilación y el extremo corriente abajo de la cavidad del dispositivo es menos del 50 por ciento de la longitud máxima de la cavidad del dispositivo, cuando el extremo corriente arriba de la unidad de cartucho se recibe dentro de la cavidad del dispositivo. Preferentemente, la distancia entre la entrada de aire de ventilación y el extremo corriente abajo de la cavidad del dispositivo es menos del 40 por ciento de la longitud máxima de la cavidad del dispositivo, cuando el extremo corriente arriba de la unidad de cartucho se recibe dentro de la cavidad del dispositivo. Preferentemente, la distancia entre la entrada de aire de ventilación y el extremo corriente abajo de la cavidad del dispositivo es menos del 30 por ciento de la longitud máxima de la cavidad del dispositivo, cuando el extremo corriente arriba de la unidad de cartucho se recibe dentro de la cavidad del dispositivo. Preferentemente, la distancia entre la entrada de aire de ventilación y el extremo corriente abajo de la cavidad del dispositivo es menos del 25 por ciento de la longitud máxima de la cavidad del dispositivo, cuando el extremo corriente arriba de la unidad de cartucho se recibe dentro de la cavidad del dispositivo. Preferentemente, la distancia entre la entrada de aire de ventilación y el extremo corriente abajo de la cavidad del dispositivo es menos del 20 por ciento de la longitud máxima de la cavidad del dispositivo, cuando el extremo corriente arriba de la unidad de cartucho se recibe dentro de la cavidad del dispositivo. Preferentemente, la distancia entre la entrada de aire de ventilación y el extremo corriente abajo de la cavidad del dispositivo es menos del 10 por ciento de la longitud máxima de la cavidad del dispositivo, cuando el extremo corriente arriba de la unidad de cartucho se recibe dentro de la cavidad del dispositivo.
En modalidades en las que el cartucho comprende una boquilla, preferentemente, la entrada de aire de ventilación está definida por la boquilla. La boquilla puede comprender un alojamiento de boquilla que define al menos parcialmente la cámara de mezcla, en donde la entrada de aire de ventilación se extiende a través de la carcasa de la boquilla. Preferentemente, el alojamiento de la boquilla define la salida de aire de la boquilla.
La unidad de cartucho puede comprender un soporte de cartucho, en donde al menos una porción del cartucho está colocada dentro del soporte de cartucho, y en donde al menos una porción del soporte de cartucho está colocada dentro de la boquilla.
Ventajosamente, el soporte del cartucho puede reducir la transferencia de calor por conducción desde el cartucho a la boquilla durante el uso del sistema generador de aerosol. Esto puede reducir o minimizar aún más la temperatura del aire de ventilación que ingresa a la cámara de mezcla a través de la entrada de aire de ventilación.
El portacartuchos puede tener forma tubular. Preferentemente, al menos un extremo corriente abajo del cartucho se coloca dentro del soporte del cartucho. Preferentemente, al menos un extremo corriente abajo del soporte del cartucho se coloca dentro de la boquilla. Preferentemente, el soporte de cartucho tubular comprende un extremo corriente arriba abierto a través del cual se inserta el cartucho en el soporte de cartucho tubular durante la fabricación de la unidad de cartucho. Preferentemente, el soporte de cartucho tubular comprende un extremo corriente abajo abierto para proporcionar comunicación continua entre la primera y segunda salidas de aire del cartucho y la cámara de mezcla.
Un extremo corriente abajo del soporte del cartucho puede colocarse corriente arriba de la entrada de aire de ventilación. Ventajosamente, esto puede eliminar la necesidad de una o más aberturas en el soporte del cartucho para proporcionar comunicación continua entre la entrada de aire de ventilación y la cámara de mezcla.
Una porción del soporte del cartucho puede superponerse a una porción del alojamiento de la boquilla que comprende la entrada de aire de ventilación, en donde el soporte del cartucho comprende una abertura de aire de ventilación debajo de la entrada de aire de ventilación para proporcionar comunicación continua entre la entrada de aire de ventilación y la cámara de mezcla. Ventajosamente, esta configuración puede aumentar o maximizar la superposición entre el portacartuchos y la boquilla, lo que puede facilitar la sujeción conjunta de la boquilla y el portacartuchos.
La unidad de cartucho puede comprender una única entrada de aire de ventilación. La unidad de cartucho puede comprender una pluralidad de entradas de aire de ventilación. El experto en la materia puede seleccionar el número de entradas de aire de ventilación para proporcionar un flujo deseado de aire de ventilación en la cámara de mezcla durante el uso del sistema generador de aerosol.
En modalidades en las que el cartucho comprende un primer compartimento y un segundo compartimento, preferentemente, el primer compartimento contiene un primer sustrato formador de aerosol y el segundo compartimento contiene un segundo sustrato formador de aerosol.
Preferentemente, el primer compartimento contiene una fuente de nicotina y el segundo compartimento contiene una fuente de ácido. Como se describe en la presente descripción, la configuración de los sistemas generadores de aerosol de conformidad con la presente invención puede facilitar una reducción de la temperatura del aire de ventilación que entra en la cámara de mezcla. Los presentes inventores han reconocido que esto es particularmente ventajoso en modalidades en las que el cartucho comprende una fuente de nicotina y una fuente ácida, en donde los vapores de nicotina y ácido se mezclan en la cámara de mezcla para formar partículas de sal de nicotina para su administración a un usuario. En particular, los presentes inventores han reconocido que reducir la temperatura del aire de ventilación que entra en la cámara de mezcla reduce el tamaño medio de las partículas de sal de nicotina formadas dentro de la cámara de mezcla, lo que reduce ventajosamente la aspereza del aerosol percibida por un usuario. Específicamente, mezclar aire de ventilación que ingresa a la cámara de mezcla a una temperatura por debajo de a 50 grados centígrados con nicotina y vapores ácidos que ingresan a la cámara de mezcla a una temperatura de aproximadamente 80 grados centígrados da como resultado una reducción significativa en las partículas de sal de nicotina que tienen un diámetro de más de 2 micrómetros, lo que produce la reducción de la aspereza percibida.
La fuente de nicotina puede comprender un primer material portador impregnado con entre aproximadamente 1 miligramo y aproximadamente 50 miligramos de nicotina. La fuente de nicotina puede comprender un primer material portador impregnado con entre aproximadamente 1 miligramo y aproximadamente 40 miligramos de nicotina. Preferentemente, la fuente de nicotina comprende un primer material portador impregnado con entre aproximadamente 3 miligramos y aproximadamente 30 miligramos de nicotina. Con mayor preferencia, la fuente de nicotina comprende un material portador impregnado con entre aproximadamente 6 miligramos y aproximadamente 20 miligramos de nicotina. Con la máxima preferencia, la fuente de nicotina comprende un primer material portador impregnado con entre aproximadamente 8 miligramos y aproximadamente 18 miligramos de nicotina.
El primer material portador puede impregnarse con nicotina líquida o una solución de nicotina en un solvente acuoso o no acuoso.
El primer material portador puede impregnarse con nicotina natural o nicotina sintética.
La fuente de ácido comprende un ácido orgánico o un ácido inorgánico.
Preferentemente, la fuente de ácido comprende un ácido orgánico, con mayor preferencia un ácido carboxílico, con la máxima preferencia un ácido alfa-queto o 2-oxo o ácido láctico.
Ventajosamente, la fuente de ácido comprende un ácido seleccionado del grupo que consiste en ácido 3-metil-2-oxopentanóico, ácido pirúvico, ácido 2-oxopentanóico, ácido 4-metil-2-oxopentanóico, ácido 3-metil-2-oxobutanóico, ácido 2-oxooctanóico, ácido láctico y sus combinaciones. Ventajosamente, la fuente de ácido comprende ácido pirúvico o ácido láctico. Más ventajosamente, la fuente de ácido comprende ácido láctico.
Ventajosamente, la fuente de ácido comprende un segundo material portador impregnado con ácido.
El primer material portador y el segundo material portador pueden ser el mismo o diferentes.
Ventajosamente, el primer material portador y el segundo material portador tienen una densidad de entre aproximadamente 0.1 gramos/centímetro cúbico y aproximadamente 0.3 gramos/centímetro cúbico.
Ventajosamente, el primer material portador y el segundo material portador tienen una porosidad de entre aproximadamente 15 por ciento y aproximadamente 55 por ciento.
El primer material portador y el segundo material portador pueden comprender uno o más de vidrio, celulosa, cerámica, acero inoxidable, aluminio, polietileno (PE), polipropileno, tereftalato de polietileno (PET), poli(tereftalato de ciclohexanodimetileno) (PCT), tereftalato de polibutileno (PBT), politetrafluoroetileno (PTFE), politetrafluoroetileno expandido (ePTFE) y Ba REx®.
El primer material portador actúa como un depósito para la nicotina.
Ventajosamente, el primer material portador se inserta químicamente con respecto a la nicotina.
El primer material portador puede tener cualquier forma y tamaño adecuados. Por ejemplo, el primer material portador puede tener forma de una lámina o tapón.
Ventajosamente, la forma y el tamaño del primer material portador son similares a la forma y el tamaño del primer compartimento del cartucho.
La forma, tamaño, densidad y porosidad del primer material portador pueden elegirse para permitir que el primer material portador se impregne con una cantidad deseada de nicotina.
Ventajosamente, el primer compartimento del cartucho puede comprender también un saborizante. Los saborizantes adecuados incluyen, pero no se limitan a, mentol.
Ventajosamente, el primer material portador puede impregnarse con entre aproximadamente 3 miligramos y aproximadamente 12 miligramos de saborizante.
El segundo material portador actúa como un depósito para el ácido.
Ventajosamente, el segundo material portador se inserta químicamente con respecto al ácido.
El segundo material portador puede tener cualquier forma y tamaño adecuados. Por ejemplo, el segundo material portador puede tener forma de una lámina o tapón.
Ventajosamente, la forma y tamaño del segundo material portador es similar a la forma y tamaño del primer compartimento del cartucho.
La forma, tamaño, densidad y porosidad del segundo material portador pueden elegirse para permitir que el segundo material portador se impregne con una cantidad deseada de ácido.
Ventajosamente, la fuente de ácido es una fuente de ácido láctico que comprende un segundo material portador impregnado con entre aproximadamente 2 miligramos y aproximadamente 60 miligramos de ácido láctico.
Preferentemente, la fuente de ácido láctico comprende un segundo material portador impregnado con entre aproximadamente 5 miligramos y aproximadamente 50 miligramos de ácido láctico. Con mayor preferencia, la fuente de ácido láctico comprende un segundo material portador impregnado con aproximadamente 8 miligramos y aproximadamente 40 miligramos de ácido láctico. Con la máxima preferencia, la fuente de ácido láctico comprende un segundo material portador impregnado con aproximadamente 10 miligramos y aproximadamente 30 miligramos de ácido láctico.
Es posible seleccionar la forma y las dimensiones del primer compartimento del cartucho para permitir que una cantidad deseada de nicotina se aloje en el cartucho.
Es posible seleccionar la forma y las dimensiones del segundo compartimento del cartucho para permitir que una cantidad deseada de ácido se aloje en el cartucho.
La relación de nicotina y ácido requerida para lograr una estequiometría apropiada de la reacción puede controlarse y equilibrarse a través de la variación del volumen del primer compartimento con relación al volumen del segundo compartimento.
La primera entrada de aire del primer compartimento del cartucho y la segunda entrada de aire del segundo compartimento del cartucho pueden comprender una o más aberturas. Por ejemplo, la primera entrada de aire del primer compartimento del cartucho y la segunda entrada de aire del segundo compartimento del cartucho pueden comprender una, dos, tres, cuatro, cinco, seis o siete aberturas.
La primera entrada de aire del primer compartimento del cartucho y la segunda entrada de aire del segundo compartimento del cartucho pueden comprender la misma cantidad o cantidades diferentes de aberturas.
Ventajosamente, la primera entrada de aire y la segunda entrada de aire comprenden cada una pluralidad de aberturas. Por ejemplo, la primera entrada de aire y la segunda entrada de aire pueden comprender cada una dos, tres, cuatro, cinco, seis o siete aberturas.
Proporcionar una primera entrada de aire que comprende una pluralidad de aberturas y una segunda entrada de aire que comprende una pluralidad de aberturas pueden resultar ventajosamente en un flujo de aire más homogéneo dentro del primer compartimento y del segundo compartimento, respectivamente. Durante el uso, esto puede mejorar la incorporación de nicotina en una corriente de aire aspirada a través del primer compartimento y mejorar la incorporación de ácido en una corriente de aire aspirada a través del segundo compartimento.
La relación de nicotina y ácido necesaria para alcanzar una estequiometría de reacción adecuada puede controlarse y equilibrarse a través de la variación del flujo de aire volumétrico a través del primer compartimento con respecto al flujo de aire volumétrico a través del segundo compartimento. La relación del flujo de aire volumétrico a través del primer compartimento con respecto al flujo de aire volumétrico a través del segundo compartimento puede controlarse a través de la variación de una o más de la cantidad, las dimensiones y la ubicación de las aberturas que forman la primera entrada de aire del primer compartimento con respecto a la cantidad, las dimensiones y la ubicación de las aberturas que forman la segunda entrada de aire del segundo compartimento.
En modalidades en las que la fuente de ácido comprende ácido láctico, ventajosamente el área de flujo de la segunda entrada de aire del segundo compartimento es mayor que el área de flujo de la primera entrada de aire del primer compartimento.
Como se usa en la presente descripción con referencia a la invención, el término “área de flujo” se usa para describir el área de sección transversal de una entrada de aire o salida de aire a través de la cual el aire fluye durante el uso. En modalidades en las que una entrada de aire o salida de aire comprende una pluralidad de aberturas, el área de flujo de la entrada de aire o salida de aire es el área de flujo total de la entrada de aire o salida de aire y es igual a la suma de las áreas de flujo de cada una de la pluralidad de aberturas que forman la entrada de aire o salida de aire. En modalidades en las que el área de sección transversal de una entrada de aire o salida de aire varía en la dirección de flujo de aire, el área de flujo de la entrada de aire o salida de aire es el área de sección transversal mínima en la dirección de flujo de aire.
Cada una de la primera salida de aire del primer compartimento del cartucho y la segunda salida de aire del segundo compartimento del cartucho puede comprender una o más aberturas. Por ejemplo, la primera salida de aire y la segunda salida de aire pueden comprender cada una una, dos, tres, cuatro, cinco, seis o siete aberturas.
La primera salida de aire y la segunda salida de aire pueden comprender las mismas o diferentes cantidades de aberturas.
Ventajosamente, la primera salida de aire y la segunda salida de aire pueden comprender una pluralidad de aberturas. Por ejemplo, la primera salida de aire y la segunda salida de aire pueden comprender cada una, dos, tres, cuatro, cinco, seis o siete aberturas. Proporcionar una primera salida de aire que comprenda una pluralidad de aberturas y una segunda salida de aire que comprenda una pluralidad de aberturas puede resultar ventajosamente en un flujo de aire más homogéneo dentro del primer compartimento y el segundo compartimento, respectivamente. Durante el uso, esto puede mejorar la incorporación de nicotina en una corriente de aire aspirada a través del primer compartimento y mejorar la incorporación de ácido en una corriente de aire aspirada a través del segundo compartimento.
En modalidades en las que la primera salida de aire comprende una pluralidad de aberturas, ventajosamente la primera salida de aire comprende entre 2 y 5 aberturas.
En modalidades en las que la segunda salida de aire comprende una pluralidad de aberturas, ventajosamente, la segunda salida de aire comprende entre 3 y 7 aberturas.
Ventajosamente, la primera salida de aire y la segunda salida de aire pueden comprender cada una única abertura, lo que puede simplificar ventajosamente la fabricación del cartucho.
La relación de nicotina y ácido necesaria para alcanzar una estequiometría de reacción adecuada puede controlarse y equilibrarse a través de la variación del flujo de aire volumétrico a través del primer compartimento con respecto al flujo de aire volumétrico a través del segundo compartimento. La relación del flujo de aire volumétrico a través del primer compartimento con respecto al flujo de aire volumétrico a través del segundo compartimento puede controlarse mediante la variación de uno o más de la cantidad, las dimensiones y la ubicación de las aberturas que forman la primera salida de aire en relación con la cantidad, las dimensiones y ubicación de las aberturas que forman la segunda salida de aire.
El área de flujo de la primera salida de aire puede ser igual o diferente al área de flujo de la segunda salida de aire. El área de flujo de la segunda salida de aire puede ser mayor que el área de flujo de la primera salida de aire.
Incrementar el área de flujo de la segunda salida de aire con relación al área de flujo de la primera salida de aire puede aumentar ventajosamente el flujo de aire volumétrico a través de la segunda salida de aire en comparación con el flujo de aire volumétrico a través de la primera salida de aire.
La unidad de cartucho puede comprender uno o más agentes modificadores de aerosol colocados dentro de la boquilla. Por ejemplo, la boquilla puede contener uno o más sorbentes, uno o más saborizantes, uno o más agentes químicos o una de sus combinaciones.
El cartucho, la boquilla y el soporte del cartucho, cuando estén presentes, pueden formarse a partir de cualquier material o combinación de materiales adecuados. Los materiales adecuados incluyen, pero no se limitan a, aluminio, poliéter éter cetona (PEEK), poliimidas, tales como Kapton®, polietileno tereftalato (PET), polietileno (PE), polietileno de alta densidad (HDPE), polipropileno (PP), poliestireno (PS), etileno propileno fluorolaminado (FEP), politetrafluoroetileno (PTFE), polioximetileno (POM), resinas epóxicas, resinas de poliuretano, resinas de vinilo, polímeros de cristal líquido (LCP) y LCP modificados, tal como LCP con grafito o fibras de vidrio.
El cartucho, la boquilla y el soporte del cartucho, cuando estén presentes, pueden estar formados por el mismo o diferentes materiales.
El cartucho puede formarse de uno o más materiales que son resistentes a la nicotina y resistentes al ácido.
El primer compartimento puede estar revestido con uno o más materiales resistentes a la nicotina y el segundo compartimento puede estar revestido con uno o más materiales resistentes a los ácidos.
Los ejemplos de materiales resistentes a la nicotina y materiales resistentes al ácido adecuados incluyen, pero no se limitan a, polietileno (PE), polipropileno (PP), poliestireno (PS), etileno propileno fluorado (FEP), politetrafluoroetileno (PTFE), resinas epoxi, resinas de poliuretano, resinas vinílicas y sus combinaciones.
El uso de uno o más materiales resistentes a la nicotina puede mejorar ventajosamente la vida útil de la unidad de cartucho.
El uso de uno o más materiales resistentes a los ácidos puede mejorar ventajosamente la vida útil de la unidad de cartucho.
Preferentemente, el dispositivo generador de aerosol define al menos parcialmente al menos una entrada de aire del sistema, proporcionando la al menos una entrada de aire del sistema comunicación continua entre el exterior del sistema generador de aerosol y cada una de la primera entrada de aire, la segunda entrada de aire y la entrada de aire de ventilación. El extremo corriente abajo de la cavidad del dispositivo puede definir al menos parcialmente la al menos una entrada de aire del sistema. Es decir, el sistema generador de aerosol puede configurarse de manera que el aire entre en el sistema generador de aerosol a través del extremo corriente abajo de la cavidad del dispositivo durante el uso. La al menos una entrada de aire del sistema puede estar definida por un espacio entre la unidad de cartucho y el extremo corriente abajo de la cavidad del dispositivo cuando el extremo corriente arriba de la unidad de cartucho se recibe dentro de la cavidad del dispositivo.
La al menos una entrada de aire del sistema puede comprender una entrada de aire del sistema común que proporciona comunicación continua entre el exterior del sistema generador de aerosol y cada una de la primera entrada de aire, la segunda entrada de aire y la entrada de aire de ventilación. Una porción de la unidad de cartucho puede estar separada de una superficie interna de la cavidad del dispositivo cuando el extremo corriente arriba de la unidad de cartucho se recibe dentro de la cavidad del dispositivo para definir la entrada de aire del sistema común. La al menos una entrada de aire del sistema puede comprender una primera entrada de aire del sistema que proporciona comunicación continua entre el exterior del sistema generador de aerosol y la entrada de aire de ventilación, y una segunda entrada de aire del sistema que proporciona comunicación continua entre el exterior del sistema generador de aerosol y cada una de la primera entrada de aire y la segunda entrada de aire. El espacio entre la entrada de aire de ventilación y la porción de la superficie interna de la cavidad del dispositivo que recubre la entrada de aire de ventilación puede formar la primera entrada de aire del sistema. La entrada de aire del segundo sistema puede comprender una abertura que se extiende a través del alojamiento del dispositivo y en comunicación continua con un extremo corriente arriba de la cavidad del dispositivo.
Preferentemente, el sistema generador de aerosol está configurado de manera que, durante el uso, el calentador eléctrico calienta el primer compartimento y el segundo compartimento entre aproximadamente 60 grados centígrados y aproximadamente 100 grados centígrados, con mayor preferencia entre aproximadamente 70 grados centígrados y aproximadamente 90 grados centígrados, lo con la máxima preferencia alrededor de 80 grados centígrados.
Preferentemente, el sistema generador de aerosol está configurado de manera que, durante el uso, el aire de ventilación ingrese a la cámara de mezcla a través de la entrada de aire de ventilación a una temperatura de menos de aproximadamente 50 grados centígrados.
El calentador eléctrico puede comprender un calentador resistivo. El calentador resistivo puede extenderse al interior de la cavidad del dispositivo desde un extremo corriente arriba de la cavidad del dispositivo. Preferentemente, el cartucho comprende un tercer compartimento colocado entre el primer compartimento y el segundo compartimento, en donde el tercer compartimento está configurado para recibir el calentador resistivo cuando el extremo corriente arriba de la unidad de cartucho se recibe dentro de la cavidad del dispositivo. Durante el uso, el controlador controla el suministro de energía eléctrica desde el suministro de energía al calentador resistivo para calentar el primer compartimento y el segundo compartimento.
El calentador eléctrico puede comprender un elemento de calentamiento inductivo. Preferentemente, el cartucho comprende un tercer compartimento situado entre el primer compartimento y el segundo compartimento, en donde el cartucho comprende un material susceptor situado dentro del tercer compartimento. Durante el uso, el controlador controla el suministro de energía eléctrica desde el suministro de energía al elemento de calentamiento inductivo para calentar inductivamente el material del susceptor, que luego calienta el primer compartimento y el segundo compartimento.
El elemento de calentamiento inductivo puede comprender al menos una bobina de inducción que se extiende alrededor de al menos una porción de la cavidad del dispositivo. La bobina de inducción puede extenderse completamente alrededor de la cavidad del dispositivo. La bobina de inducción se puede enrollar alrededor de la cavidad del dispositivo con una pluralidad de devanados.
El elemento de calentamiento inductivo puede comprender al menos una bobina de inducción plana. Preferentemente, cada bobina de inducción plana comprende una bobina de inducción en espiral plana.
Como se usa en la presente descripción, una "bobina de inducción en espiral plana" significa una bobina que es generalmente plana, en donde el eje de devanado de la bobina es normal a la superficie en la que se encuentra la bobina. En algunas modalidades, la bobina espiral plana puede ser plana en el sentido de que yace en un plano euclidiano llano. Sin embargo, el término "bobina de inducción en espiral plana", como se usa en la presente descripción, cubre las bobinas que están conformadas para adaptarse a un plano curvo u otra superficie tridimensional. Por ejemplo, una bobina espiral plana puede conformarse para amoldarse a un alojamiento o cavidad cilíndrica del dispositivo. La bobina espiral plana puede decirse después que es plana pero se amolda a un plano cilíndrico, con el eje de enrollado de la bobina normal al plano cilíndrico en el centro de la bobina. Si la bobina espiral plana se amolda a un plano cilíndrico o a un plano no euclidiano, preferentemente, la bobina espiral plana yace en un plano con un radio de curvatura en la región de la bobina espiral plana mayor que un diámetro de la bobina espiral plana.
En las formas de modalidad en las que el cartucho comprende un tercer compartimento, preferentemente el tercer compartimento tiene un extremo corriente arriba abierto y un extremo corriente abajo cerrado.
El suministro de energía puede ser una batería, como una batería de iones de litio recargable. Alternativamente el suministro de energía puede ser otra forma de dispositivo de almacenamiento de carga tal como un condensador. El suministro de energía requiere recarga. El suministro de energía puede tener una capacidad que permita el almacenamiento de energía suficiente para uno o más usos del dispositivo. Por ejemplo, el suministro de energía puede tener suficiente capacidad para permitir la generación continua de aerosol durante un periodo de alrededor de seis minutos, que corresponde al tiempo típico que lleva fumar un cigarrillo convencional, o durante un periodo que sea múltiplo de seis minutos. En otro ejemplo, el suministro de energía puede tener capacidad suficiente para permitir un número predeterminado de bocanadas o activaciones discretas.
La invención se describirá además, sólo a modo de ejemplo, con referencia a los dibujos acompañantes en los que: La Figura 1 muestra una vista en sección transversal de una unidad de cartucho de un sistema generador de aerosol de conformidad con una modalidad de la presente invención; y
La Figura 2 muestra una vista en sección transversal de un sistema generador de aerosol que incluye la unidad de cartucho de la figura 1.
La Figura 1 muestra una unidad de cartucho 10 de un sistema generador de aerosol de conformidad con una modalidad de la presente invención.
La unidad de cartucho 10 comprende un cartucho 12 que define un primer compartimento 14 que contiene un primer sustrato formador de aerosol 16 y un segundo compartimento 18 que contiene un segundo sustrato formador de aerosol 20. El primer sustrato formador de aerosol 16 comprende una fuente de nicotina y el segundo sustrato formador de aerosol 20 comprende una fuente de ácido. El primer compartimento 14 comprende una primera entrada de aire 22 en un extremo corriente arriba 23 del cartucho 12 y una primera salida de aire 24 en un extremo corriente abajo 25 del cartucho 12. El segundo compartimento 18 comprende una segunda entrada de aire 26 y una segunda salida de aire 28.
El cartucho 12 también define un tercer compartimento 30 colocado entre el primer y segundo compartimentos 14, 18. El tercer compartimento 30 está abierto en su extremo corriente arriba y cerrado en su extremo corriente abajo. La unidad de cartucho 10 comprende además un soporte de cartucho 32 en donde un extremo corriente abajo del cartucho 12 es recibido por un ajuste a presión. La unidad de cartucho 10 también comprende una boquilla 34 en donde un extremo corriente abajo del soporte de cartucho 32 es recibido por un ajuste a presión.
La boquilla 34 comprende un alojamiento 36 de boquilla que define una pluralidad de entradas 38 de aire de ventilación y una salida de aire de la boquilla 40. Una cámara de mezcla 42 está definida entre el extremo corriente abajo 25 del cartucho 12 y la salida de aire 40 de la boquilla, en donde las entradas de aire de ventilación 38 están en comunicación continua con la cámara de mezcla 42.
La Figura 2 muestra un sistema generador de aerosol 50 que comprende la unidad de cartucho 10 y un dispositivo generador de aerosol 52. El dispositivo generador de aerosol 52 comprende un alojamiento del dispositivo 54 que define una cavidad 56 del dispositivo para recibir un extremo corriente arriba de la unidad de cartucho 10, como se muestra en la Figura 2. El sistema generador de aerosol 50 está configurado de manera que, cuando el extremo corriente arriba de la unidad de cartucho 10 se recibe dentro de la cavidad del dispositivo 56, las entradas de aire de ventilación 38 se colocan dentro de la cavidad del dispositivo 56 y una porción de una superficie interna 58 del dispositivo de la cavidad 56 del dispositivo que cubre las entradas 38 de aire de ventilación está separada de la unidad de cartucho 10 para permitir que el aire de ventilación entre en la entrada 38 de aire de ventilación a través de la cavidad 56 del dispositivo. Ventajosamente, colocar las entradas 38 de aire de ventilación dentro de la cavidad 56 del dispositivo puede evitar esencialmente que la boca de un usuario obstruya las entradas 38 de aire de ventilación durante el uso del sistema generador de aerosol 50.
El dispositivo generador de aerosol 52 comprende además una entrada de aire 59 del sistema para permitir que el aire de la corriente principal entre en el extremo corriente arriba de la cavidad 56 del dispositivo, donde entra en el primer y segundo compartimentos 14, 18 a través de las entradas 22, 26 de aire primera y segunda.
El dispositivo generador de aerosol 52 también comprende un calentador eléctrico 60, un suministro de energía 62 y un controlador 64 para controlar un suministro de energía eléctrica desde el suministro de energía 62 al calentador eléctrico 60. El calentador eléctrico 60 es un calentador resistivo que se extiende dentro de la cavidad 56 del dispositivo en un extremo corriente arriba de la cavidad 56 del dispositivo. El suministro de energía 62 es una batería recargable. Cuando el extremo corriente arriba de la unidad de cartucho 10 se recibe dentro de la cavidad del dispositivo 56, el calentador eléctrico 60 se recibe dentro del tercer compartimento 30.
Durante el uso del sistema generador de aerosol 50, el controlador 64 controla un suministro de energía eléctrica desde el suministro de energía 62 al calentador eléctrico 60 para energizar el calentador eléctrico 60. El calentador eléctrico 60 calienta el primer y segundo sustratos formadores de aerosol 16, 20.
Cuando un usuario extrae la boquilla 34, el aire de la corriente principal entra en el extremo corriente arriba de la cavidad 56 del dispositivo. El aire de la corriente principal entra en los compartimentos primero y segundo 14, 18 a través de las entradas 22, 26 de aire primera y segunda. A medida que el aire de la corriente principal fluye a través del primer y segundo compartimentos 14, 18, el vapor de nicotina y el vapor ácido del primer y segundo sustratos formadores de aerosol 16, 20 son arrastrados al aire de la corriente principal. El aire de la corriente principal que contiene el vapor de nicotina y el vapor ácido fluye hacia una cámara de mezcla 42 en el extremo corriente abajo del cartucho 12 donde el vapor de nicotina y el vapor ácido reaccionan para formar partículas de sal de nicotina.
Cuando un usuario extrae la boquilla 34, el aire de ventilación también entra en el sistema generador de aerosol 50. En particular, el aire de ventilación entra en la cámara de mezcla 42 a través del extremo corriente abajo de la cavidad 56 del dispositivo y las entradas 38 de aire de ventilación. El soporte del cartucho 32 aísla la boquilla 34 del cartucho calentado 12 de manera que el aire de ventilación que entra en la cámara de mezcla 42 está a una temperatura significativamente más baja que el vapor de nicotina y el vapor ácido que entra en la cámara de mezcla 42 desde el cartucho 12.
En la cámara de mezcla 42, el aire de ventilación se mezcla con las partículas de sal de nicotina formadas a partir del vapor de nicotina y el vapor ácido para formar un aerosol que se entrega al usuario. El aerosol sale de la cámara de mezcla 42 a través de la salida de aire 40 de la boquilla.

Claims (13)

  1. REIVINDICACIONES
    i. Un sistema generador de aerosol (50) que comprende:
    una unidad de cartucho (10) que comprende:
    un cartucho (12) que tiene un extremo corriente arriba (23) y un extremo corriente abajo (25);
    una boquilla (34) conectada al cartucho (12), la boquilla (34) que comprende una salida de aire de la boquilla (40); y
    una cámara de mezcla (42) que se extiende entre el extremo corriente abajo (25) del cartucho (12) y la salida de aire de la boquilla (40); y
    una entrada de aire de ventilación (38) colocada corriente abajo del cartucho (12) y que proporciona comunicación continua entre un exterior de la unidad de cartucho (10) y la cámara de mezcla (42); y un dispositivo generador de aerosol (52) que comprende:
    un alojamiento (54) que define una cavidad del dispositivo (56) para recibir un extremo corriente arriba de la unidad de cartucho (10);
    un calentador eléctrico (60) para calentar el cartucho (12) cuando la unidad de cartucho (10) se recibe dentro de la cavidad del dispositivo (56);
    un suministro de energía (62); y
    un controlador (64) configurado para controlar un suministro de energía eléctrica desde el suministro de energía (62) al calentador eléctrico (60);
    en donde el sistema generador de aerosol (50) está configurado de manera que, cuando el extremo corriente arriba de la unidad de cartucho (10) se recibe dentro de la cavidad del dispositivo (56), la entrada de aire de ventilación (38) se coloca dentro de la cavidad del dispositivo (56) y una porción de una superficie interna (58) de la cavidad del dispositivo (56) que recubre la entrada de aire de ventilación (38) está separada de la unidad de cartucho (10).
  2. 2. Un sistema generador de aerosol (50) de conformidad con la reivindicación 1, en donde la entrada de aire de ventilación (38) está colocada dentro de una mitad corriente abajo de la cavidad del dispositivo (56) cuando el extremo corriente arriba de la unidad de cartucho (10) se recibe dentro de la cavidad del dispositivo (56).
  3. 3. Un sistema generador de aerosol (50) de conformidad con la reivindicación 2, en donde la cavidad del dispositivo (56) tiene una longitud máxima que se extiende entre un extremo corriente arriba de la cavidad del dispositivo (56) y un extremo corriente abajo de la cavidad del dispositivo (56), y en donde la distancia entre la entrada de aire de ventilación (38) y el extremo corriente abajo de la cavidad del dispositivo (56) cuando el extremo corriente arriba de la unidad de cartucho (10) se recibe dentro de la cavidad del dispositivo (56) es inferior al 25 por ciento de la longitud máxima de la cavidad del dispositivo (56).
  4. 4. Un sistema generador de aerosol (50) de conformidad con la reivindicación 4, en donde la boquilla (34) comprende un alojamiento de la boquilla (36) que define al menos parcialmente la cámara de mezcla (42), y en donde la entrada de aire de ventilación (38) se extiende a través del alojamiento de la boquilla (36).
  5. 5. Un sistema generador de aerosol (50) de conformidad con la reivindicación 5, en donde la unidad de cartucho (10) comprende además un soporte de cartucho (32), en donde al menos una porción del cartucho (12) está colocada dentro del soporte de cartucho (32), y en donde al menos una porción del soporte del cartucho (32) está colocada dentro de la boquilla (34).
  6. 6. Un sistema generador de aerosol (50) de conformidad con la reivindicación 6, en donde un extremo corriente abajo del portacartuchos (32) está situado corriente arriba de la entrada de aire de ventilación (38).
  7. 7. Un sistema generador de aerosol (50) de conformidad con la reivindicación 6, en donde una porción del soporte del cartucho (32) se superpone a una porción del alojamiento de la boquilla (36) que comprende la entrada de aire de ventilación (38), y en donde el soporte del cartucho (32) comprende una abertura de aire de ventilación debajo de la entrada de aire de ventilación (38) para proporcionar comunicación continua entre la entrada de aire de ventilación (38) y la cámara de mezcla (42).
  8. 8. Un sistema generador de aerosol (50) de conformidad con cualquier reivindicación anterior, en donde el cartucho (12) comprende:
    un primer compartimento (14) que tiene una primera entrada de aire (22) en el extremo corriente arriba (23) del cartucho (12) y una primera salida de aire (24) en el extremo corriente abajo (25) del cartucho (12); y un segundo compartimento (18) que tiene una segunda entrada de aire (26) en el extremo corriente arriba (23) del cartucho (12) y una segunda salida de aire (28) en el extremo corriente abajo (25) del cartucho (12).
  9. 9. Un sistema generador de aerosol (50) de conformidad con la reivindicación 9, en donde el primer compartimento (14) contiene una fuente de nicotina y el segundo compartimento (18) contiene una fuente de ácido.
  10. 10. Un sistema generador de aerosol (50) de conformidad con la reivindicación 9 o 10, en donde el calentador eléctrico (60) comprende un calentador resistivo.
  11. 11. Un sistema generador de aerosol (50) de conformidad con la reivindicación 11, en donde el calentador resistivo se extiende dentro de la cavidad del dispositivo (56) desde un extremo corriente arriba de la cavidad del dispositivo (56), en donde el cartucho (12) comprende un tercer compartimento (30) colocado entre el primer compartimento (14) y el segundo compartimento (18), y en donde el tercer compartimento (30) está configurado para recibir el calentador resistivo cuando el extremo corriente arriba de la unidad de cartucho (10) se recibe dentro de la cavidad del dispositivo (56 ).
  12. 12. Un sistema generador de aerosol (50) de conformidad con la reivindicación 9, en donde el calentador eléctrico (60) comprende un elemento de calentamiento inductivo.
  13. 13. Un sistema generador de aerosol (50) de conformidad con la reivindicación 13, en donde el cartucho (12) comprende un tercer compartimento (30) situado entre el primer compartimento (14) y el segundo compartimento (18), y un material susceptor situado dentro del tercer compartimento (30).
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