ES2909823T3 - Sistema de generación de vapor - Google Patents

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Abstract

Un sistema (1, 2, 3) de generación de vapor que comprende: un espacio (22) de generación de vapor para contener un material (26) de generación de vapor; un calentador (28, 78) para calentar el material de generación de vapor para generar un primer vapor; una entrada (38, 62, 76) de aire, una salida (44) de aire y un paso (32, 66, 80) de flujo de aire que conecta la entrada de aire y la salida de aire a través del espacio de generación de vapor; y una superficie exterior (46); caracterizado por que el sistema de generación de vapor comprende una cámara (34) de refrigeración sellada que comprende un líquido que se puede vaporizar durante la utilización del sistema para formar un segundo vapor; en el que la cámara de refrigeración está posicionada entre el calentador y la superficie exterior y/o entre el paso de flujo de aire y la superficie exterior.

Description

DESCRIPCIÓN
Sistema de generación de vapor
CAMPO TÉCNICO
La presente descripción se refiere en general a un sistema de generación de vapor, y más particularmente a un sistema de generación de vapor para generar un vapor o aerosol para su inhalación por un usuario. Las realizaciones de la presente descripción también se refieren a un dispositivo de generación de vapor.
ANTECEDENTES TÉCNICOS
Los dispositivos que calientan, en lugar de quemar, un material de generación de vapor para producir un vapor para su inhalación se ha hecho populares entre los consumidores en los últimos años. Tales dispositivos pueden utilizar uno de varios enfoques diferentes para proporcionar calor al material de generación de vapor.
Un enfoque es proporcionar un dispositivo de generación de vapor que emplee un sistema de calentamiento resistivo. En tal dispositivo, se proporciona un elemento de calentamiento resistivo para calentar el material de generación de vapor y se genera vapor cuando el material de generación de vapor se calienta por el calor transferido desde el elemento de calentamiento.
Otro enfoque es proporcionar un dispositivo de generación de vapor que emplee un sistema de calentamiento por inducción. En tal dispositivo, se proporciona una bobina de inducción con el dispositivo y se proporciona típicamente un susceptor con el material de generación de vapor. Se proporciona energía eléctrica a la bobina de inducción cuando un usuario activa el dispositivo que, a su vez, genera un campo electromagnético alterno. El susceptor se acopla con el campo electromagnético y genera calor que se transfiere, por ejemplo, por conducción, al material de generación de vapor y se genera vapor a medida que se calienta el material de generación de vapor.
Cualquiera que sea el enfoque que se utilice para calentar el material de generación de vapor, existe la necesidad de controlar el nivel de calor dentro del dispositivo de generación de vapor y la presente descripción busca abordar esta necesidad.
El documento US2015/181935A1 describe un sistema de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1.
RESUMEN DE LA DESCRIPCIÓN
De acuerdo con un primer aspecto de la presente descripción, se proporciona un sistema de generación de vapor que comprende:
un espacio de generación de vapor para contener un material de generación de vapor;
un calentador para calentar el material de generación de vapor para generar un primer vapor;
una entrada de aire, una salida de aire y un paso de flujo de aire que conecta la entrada de aire y la salida de aire a través del espacio de generación de vapor;
una superficie exterior; y
una cámara de refrigeración sellada que comprende un líquido que se vaporiza durante la utilización del sistema para formar un segundo vapor;
en el que la cámara de refrigeración está posicionada entre el calentador y la superficie exterior y/o entre el paso de flujo de aire y la superficie exterior.
De acuerdo con un segundo aspecto de la presente descripción, se proporciona un dispositivo de generación de vapor que comprende:
un espacio de generación de vapor para recibir un material de generación de vapor;
una bobina de inducción para calentar el material de generación de vapor para generar un primer vapor; una entrada de aire, una salida de aire y un paso de flujo de aire que conecta la entrada de aire y la salida de aire a través del espacio de generación de vapor;
una superficie exterior;
una cámara de refrigeración sellada que comprende un líquido que se vaporiza durante la utilización del dispositivo para formar un segundo vapor;
en el que la cámara de refrigeración está posicionada entre la bobina de inducción y la superficie exterior y/o entre el paso de flujo de aire y la superficie exterior.
De acuerdo con un tercer aspecto de la presente descripción, se proporciona un dispositivo de generación de vapor que comprende:
un espacio de generación de vapor para recibir un material de generación de vapor;
un calentador resistivo para calentar el material de generación de vapor para generar un primer vapor;
una entrada de aire, una salida de aire y un paso de flujo de aire que conecta la entrada de aire y la salida de aire a través del espacio de generación de vapor;
una superficie exterior;
una cámara de refrigeración que comprende un líquido que se vaporiza durante la utilización del dispositivo para formar un segundo vapor;
en el que la cámara de refrigeración está posicionada entre el calentador resistivo y la superficie exterior y/o entre el paso de flujo de aire y la superficie exterior.
El sistema/dispositivo de generación de vapor está adaptado para calentar el material de generación de vapor, sin quemar el material de generación de vapor, para volatilizar al menos un componente del material de generación de vapor y generar así un vapor para su inhalación por un usuario del sistema/dispositivo de generación de vapor.
En términos generales, un vapor es una sustancia en fase gaseosa a una temperatura inferior a su temperatura crítica, lo que significa que el vapor puede condensarse en un líquido aumentando su presión sin reducir la temperatura, mientras que un aerosol es una suspensión de finas partículas sólidas o gotitas de líquido, en el aire u otro gas. Sin embargo, debería tenerse en cuenta que los términos 'aerosol' y 'vapor' pueden utilizarse indistintamente en esta memoria descriptiva, particularmente con respecto a la forma del medio que se puede inhalar que se genera para su inhalación por un usuario.
La cámara de refrigeración proporciona una forma eficaz de eliminar el calor del sistema/dispositivo de generación de vapor y, por lo tanto, de controlar el nivel de calor dentro del sistema/dispositivo porque el líquido en la cámara de refrigeración se vaporiza durante la utilización del sistema/dispositivo. En particular, el líquido en la cámara de refrigeración se evapora para formar el segundo vapor a medida que absorbe calor del interior del sistema/dispositivo, por ejemplo, de los componentes del sistema/dispositivo tales como el calentador y/o del vapor calentado que fluye a través del paso de flujo de aire. El calor se transfiere del segundo vapor al aire ambiente circundante y, a medida que el segundo vapor se enfría, se vuelve a condensar en un líquido para que pueda absorber nuevamente el calor del interior del sistema/dispositivo. Debido a que el segundo vapor en la cámara de refrigeración elimina el calor del sistema/dispositivo de generación de vapor de manera controlada y uniforme, se evitan las regiones calientes y frías en la superficie exterior y se mejora la comodidad del usuario al manipular el sistema/dispositivo debido a una temperatura uniforme en la superficie exterior.
El líquido se vaporiza durante la utilización del sistema/dispositivo dentro de la cámara de refrigeración para formar un segundo vapor. El líquido en la cámara de refrigeración, tanto en su forma líquida como de vapor, está encerrado en la cámara de refrigeración. La cámara de refrigeración es, por lo tanto, un componente sellado y proporciona una refrigeración fiable del sistema/dispositivo.
La cámara de refrigeración puede comprender una mecha para transferir el líquido desde una primera posición en la cámara de refrigeración a una segunda posición en la cámara de refrigeración. La mecha ayuda a controlar el movimiento del líquido en la cámara de refrigeración y, por lo tanto, optimiza la transferencia de calor y la refrigeración del sistema/dispositivo.
La primera posición en la cámara de refrigeración puede estar más cerca de la superficie exterior que la segunda posición en la cámara de refrigeración. Por lo tanto, el líquido puede ser transferido por la mecha desde la primera posición, más cerca de la superficie exterior, a la segunda posición que normalmente se posiciona más cerca de la(s) fuente(s) de calor dentro del sistema/dispositivo, por ejemplo, el calentador y/o o el paso de flujo de aire. Esto asegura que la cámara de refrigeración pueda funcionar de manera óptima y proporcionar una refrigeración óptima del sistema/dispositivo.
El líquido en la cámara de refrigeración puede tener un punto de ebullición inferior a aproximadamente 60°C. El punto de ebullición puede ser inferior a aproximadamente 50°C. El punto de ebullición puede ser inferior a aproximadamente 40°C. La temperatura de la superficie exterior se ve afectada por la temperatura del segundo vapor en la cámara de refrigeración y la temperatura de la superficie exterior se puede mantener en un nivel más confortable para un usuario si el punto de ebullición del líquido es como se ha definido anteriormente. El líquido puede comprender agua o alcohol etílico. El líquido se selecciona idealmente para que no provoque ninguna degradación de la mecha.
La mecha puede comprender una estructura de malla.
El calentador puede comprender un calentador resistivo. El calentador resistivo puede comprender un elemento de calentamiento resistivo.
El calentador puede comprender un susceptor que se puede calentar por inducción y el sistema de generación de vapor puede comprender una bobina de inducción dispuesta para generar un campo electromagnético alterno para calentar por inducción el susceptor que se puede calentar por inducción. La cámara de refrigeración se puede posicionar entre la bobina de inducción y la superficie exterior. Esta disposición proporciona una forma particularmente conveniente de calentar el material de generación de vapor utilizando calentamiento por inducción. La cámara de refrigeración proporciona una eliminación eficaz del calor generado dentro del dispositivo debido al funcionamiento de la bobina de inducción.
La bobina de inducción puede comprender un hilo de Litz o un cable de Litz. Sin embargo, se entenderá que podrían utilizarse otros materiales. La bobina de inducción puede tener una forma sustancialmente helicoidal y puede extenderse alrededor del espacio de generación de vapor.
La sección transversal circular de una bobina de inducción helicoidal puede facilitar la inserción de material de generación de vapor, o por ejemplo, un artículo de generación de vapor que contenga el material de generación de vapor y, opcionalmente, uno o más de dichos susceptores que se pueden calentar por inducción, en el espacio de generación de vapor y asegura un calentamiento uniforme del material de generación de vapor.
El susceptor que se puede calentar por inducción puede comprender uno o más, pero sin limitación, de aluminio, hierro, níquel, acero inoxidable y sus aleaciones, p. ej., Níquel-Cromo o Níquel-Cobre. Con la aplicación de un campo electromagnético en sus proximidades, el susceptor puede generar calor debido a las corrientes de Foucault y a las pérdidas por histéresis magnética que dan como resultado una conversión de energía electromagnética en calor.
La bobina de inducción puede estar dispuesta para funcionar durante la utilización con un campo electromagnético fluctuante que tiene una densidad de flujo magnético de entre aproximadamente 20 mT y aproximadamente 2,0 T en el punto de mayor concentración.
El sistema/dispositivo de generación de vapor puede incluir una fuente de energía y un circuito que puede estar configurado para funcionar a alta frecuencia. La fuente de alimentación y el circuito pueden estar configurados para funcionar a una frecuencia de entre aproximadamente 80 kHz y 500 kHz, posiblemente entre aproximadamente 150 kHz y 250 kHz, y posiblemente a aproximadamente 200 kHz. La fuente de alimentación y el circuito podrían estar configurados para funcionar a una frecuencia más alta, por ejemplo, en el intervalo de los MHz, dependiendo del tipo de susceptor que se puede calentar por inducción que se utilice.
La mecha puede incluir un material eléctricamente conductor y puede estar dispuesta para proporcionar una protección electromagnética para la bobina de inducción. La provisión de una protección electromagnética ayuda ventajosamente a reducir la fuga del campo electromagnético generado por la bobina de inducción. Debido a que la mecha actúa como la protección electromagnética, no se necesita una protección separada, reduciendo así el número de componentes y simplificando la fabricación/estructura del sistema/dispositivo y conduciendo a la provisión de un sistema/dispositivo más compacto.
La mecha puede comprender un metal. Los ejemplos de metales adecuados incluyen, pero no se limitan a, aluminio y cobre.
La mecha puede extenderse sustancialmente a través de al menos un lado de la bobina de inducción. La mecha mueve eficazmente el líquido. Además, si la mecha comprende un metal y el sistema/dispositivo funciona basándose en el principio de calentamiento por inducción, se maximiza así el efecto de protección.
El sistema/dispositivo puede comprender además un material ferrimagnético no conductor eléctricamente posicionado entre la mecha y la bobina de inducción. El material ferrimagnético, no conductor eléctricamente, puede extenderse sustancialmente a través de al menos un lado de la bobina de inducción. Ejemplos de materiales ferrimagnéticos, no conductores eléctricamente adecuados incluyen, pero no se limitan a, ferrita, Ferrita de Níquel y Zinc y Mu-metal. El material ferrimagnético, no conductor eléctricamente, contribuye además a las propiedades de protección electromagnética y, en combinación con el material eléctricamente conductor de la mecha, proporciona una protección electromagnética particularmente eficaz para la bobina de inducción.
El paso de flujo de aire puede estar posicionado entre la bobina de inducción y la superficie exterior. Esta disposición puede ayudar con la transferencia de calor desde la bobina de inducción y, por lo tanto, puede ayudar con la refrigeración de la bobina de inducción.
La cámara de refrigeración puede comprender una pared interior próxima a la bobina de inducción y la pared interior puede incluir un metal. La pared interior comprende ventajosamente un metal que tiene buenas propiedades de conductividad térmica y protección electromagnética. Un ejemplo de un metal adecuado es el cobre. La pared interior metálica es capaz de absorber el calor de la bobina de inducción y, por lo tanto, ayuda a la transferencia de calor de la bobina de inducción y, por lo tanto, a la refrigeración de la bobina de inducción. La pared interior metálica también puede actuar como una protección electromagnética para la bobina de inducción y, por lo tanto, ayuda a reducir las fugas electromagnéticas.
La cámara de refrigeración puede estar posicionada entre la superficie exterior y una parte del paso de flujo de aire que conecta el espacio de generación de vapor con la salida de aire. El calor del primer vapor que fluye a través del paso de flujo de aire se transfiere a la cámara de refrigeración ayudando así a la refrigeración del primer vapor calentado a medida que fluye a través del paso de flujo de aire.
El material de generación de vapor puede ser cualquier tipo de material sólido o semisólido. Los tipos de ejemplos de sólidos de generación de vapor incluyen polvo, gránulos, pellets, fragmentos, hebras, partículas, gel, tiras, hojas sueltas, relleno cortado, material poroso, material de espuma o láminas. El material de generación de vapor puede comprender material derivado de plantas y, en particular, puede comprender tabaco.
El material de generación de vapor puede comprender un formador de aerosol. Los ejemplos de formadores de aerosol incluyen alcoholes polihídricos y mezclas de los mismos, tales como glicerina o propilenglicol. Típicamente, el material de generación de vapor puede comprender un contenido de formador de aerosol de entre aproximadamente 5% y aproximadamente 50% en peso seco. En algunas realizaciones, el material de generación de vapor puede comprender un contenido de formador de aerosol de aproximadamente el 15% en peso seco.
El artículo de generación de vapor puede comprender una envolvente permeable al aire que contiene material de generación de vapor. La envolvente permeable al aire puede comprender un material permeable al aire que es eléctricamente aislante y no magnético. El material puede tener una alta permeabilidad al aire para permitir que el aire fluya a través del material con resistencia a altas temperaturas. Los ejemplos de materiales permeables al aire adecuados incluyen fibras de celulosa, papel, algodón y seda. El material permeable al aire también puede actuar como un filtro. Alternativamente, el artículo de generación de vapor puede comprender una sustancia generadora de vapor envuelta en papel. Alternativamente, el material de generación de vapor puede estar contenido dentro de un material que no sea permeable al aire, pero que comprenda perforaciones o aberturas apropiadas para permitir el flujo de aire. El material de generación de vapor puede tener sustancialmente la forma de una barra.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
La Figura 1 es una vista esquemática despiezada ordenadamente de parte de un sistema de generación de vapor de acuerdo con una primera realización de la presente descripción;
La Figura 2 es una vista esquemática ensamblada del sistema de generación de vapor ilustrado en la Figura 1;
La Figura 3 es una vista en sección transversal a lo largo de la línea A-A en la Figura 1;
La Figura 4 es una vista ampliada de la cámara de refrigeración identificada en la Figura 1;
La Figura 5 es una vista en sección transversal a lo largo de la línea B-B en la Figura 2;
La Figura 6 es una vista esquemática de un sistema de generación de vapor de acuerdo con una segunda realización de la presente descripción; y
La Figura 7 es una vista esquemática de un sistema de generación de vapor de acuerdo con una tercera realización de la presente descripción.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LAS REALIZACIONES
A continuación, se describirán realizaciones de la presente descripción únicamente a modo de ejemplo y con referencia a los dibujos adjuntos.
Haciendo referencia inicialmente a las Figuras 1 a 3, se muestra esquemáticamente una primera realización de un sistema 1 de generación de vapor. El sistema 1 de generación de vapor comprende un dispositivo 10 de generación de vapor y un artículo 24 de generación de vapor. El dispositivo 10 de generación de vapor tiene un extremo proximal 12 y un extremo distal 14 y comprende un cuerpo 16 de dispositivo que incluye una fuente 18 de alimentación y un controlador 20 que puede estar configurado para funcionar a alta frecuencia. La fuente 18 de alimentación normalmente comprende una o más baterías que podrían, por ejemplo, ser recargables por inducción.
El dispositivo 10 de generación de vapor es generalmente cilíndrico y comprende un espacio 22 de generación de vapor generalmente cilíndrico formado como una cavidad en el cuerpo 16 del dispositivo en el extremo proximal 12 del dispositivo 10 de generación de vapor. El espacio 22 de generación de vapor cilíndrico está dispuesto para recibir un material 26 de generación de vapor. En la realización ilustrada, el espacio 22 de generación de vapor cilíndrico está dispuesto para recibir un artículo 24 de generación de vapor generalmente cilíndrico con la forma correspondiente que contiene el material 26 de generación de vapor y un calentador en forma de uno o más susceptores 28 que se pueden calentar por inducción. El artículo 24 de generación de vapor normalmente comprende una envolvente exterior cilíndrica no metálica 24a y una capa o membrana permeable al aire 24b, 24c en los extremos proximal y distal para contener el material 26 de generación de vapor y permitir que el aire fluya a través del artículo 24 de generación de vapor. El artículo 24 de generación de vapor es un artículo desechable que puede, por ejemplo, contener tabaco tal como el material 26 de generación de vapor.
El dispositivo 10 de generación de vapor comprende una bobina 30 de inducción helicoidal que tiene una sección transversal circular y que se extiende alrededor del espacio 22 de generación de vapor cilíndrico. La bobina 30 de inducción puede ser energizada por la fuente 18 de alimentación y el controlador 20. El controlador 20 incluye, entre otros componentes electrónicos, un inversor que está dispuesto para convertir una corriente continua de la fuente 18 de alimentación en una corriente alterna de alta frecuencia para la bobina 30 de inducción.
El dispositivo 10 de generación de vapor incluye un paso 32 de flujo de aire anular que rodea la bobina 30 de inducción y que está posicionado entre la bobina 30 de inducción y una cámara 34 de refrigeración anular sellada. El paso 32 de flujo de aire anular se comunica con el espacio 22 de generación de vapor.
Con referencia a las Figuras 2 y 5, el dispositivo 10 de generación de vapor comprende una cubierta 36 que se puede montar de forma extraíble en el cuerpo 16 del dispositivo en el extremo proximal 12. La cubierta 36 comprende entradas 38 de aire que se extienden radialmente y un paso 40 de flujo de aire central que entrega aire al espacio 22 de generación de vapor, y más particularmente al artículo 24 de generación de vapor a través de la membrana permeable al aire 24b. La cubierta 32 también comprende una pluralidad de pasos 42 de flujo de aire longitudinales espaciados circunferencialmente que entregan un primer vapor generado durante la utilización del dispositivo 10 desde el paso 32 de flujo de aire anular hasta una salida 44 de aire donde el usuario puede inhalar el primer vapor.
Como entenderá un experto en la técnica, cuando se energiza la bobina 30 de inducción, se produce un campo electromagnético alterno y variable en el tiempo. Esto se acopla con uno o más susceptores 28 que se pueden calentar por inducción y genera corrientes de Foucault y/o pérdidas por histéresis magnética en uno o más susceptores 28 que se pueden calentar por inducción provocando su calentamiento. A continuación, el calor se transfiere desde uno o más susceptores 28 que se pueden calentar por inducción al material 26 de generación de vapor, por ejemplo, mediante conducción, radiación y convección.
El susceptor o susceptores 28 que se pueden calentar por inducción pueden estar en contacto directo o indirecto con el material 26 de generación de vapor, de tal manera que cuando la bobina 30 de inducción calienta por inducción el suceptor o susceptores 28, el calor se transfiere desde el susceptor o susceptores 28 al material 26 de generación de vapor, para calentar el material 26 de generación de vapor y producir así un primer vapor. La vaporización del material 26 de generación de vapor se facilita mediante la adición de aire del entorno circundante a través de las entradas 38 de aire. El primer vapor generado al calentar el material 26 de generación de vapor sale del espacio 22 de generación de vapor a través del paso 32 de flujo de aire anular y fluye a lo largo de los pasos 42 de flujo de aire longitudinales hasta la salida 44 de aire donde puede ser inhalado por un usuario del dispositivo 10. El flujo de aire a través del espacio 22 de generación de vapor, es decir, desde las entradas 38 de aire, a través del espacio 22 de generación de vapor y el paso 32 de flujo de aire anular, y a lo largo de los pasos 42 de flujo de aire longitudinales en la cubierta 36 y fuera de la salida 44 de aire, puede ser ayudado por la presión negativa creada por un usuario que extrae aire del lado de la salida 44 de aire del dispositivo 10 y se muestra esquemáticamente mediante las flechas en la Figura 2.
Con referencia en particular a las Figuras 1, 3 y 4, la cámara 34 de refrigeración anular sellada se coloca entre la bobina 30 de inducción y una superficie exterior 46 del dispositivo 10 de generación de vapor. La cámara 34 de refrigeración comprende un líquido, como agua o alcohol etílico, que se puede vaporizar dentro de la cámara 34 de refrigeración para formar un segundo vapor y que está encerrado en la cámara 34 de refrigeración tanto en forma líquida como vapor. Más particularmente, el líquido en la cámara 34 de refrigeración absorbe calor, en particular a través de una pared interna 52 de la cámara 34 de refrigeración, del primer vapor calentado que fluye a través del paso 32 de flujo de aire anular y de otras partes componentes del dispositivo 10, tales como la bobina 30 de inducción y el susceptor o susceptores 28 que se pueden calentar por inducción, eliminando así el calor del dispositivo 10 como se muestra esquemáticamente por las flechas 47 en la Figura 4. Para promover la absorción de calor por parte del líquido en la cámara 34 de refrigeración, la pared interior 52 normalmente comprende un material que tiene buenas propiedades de conducción térmica, por ejemplo, un metal tal como el cobre.
A medida que el líquido en la cámara 34 de refrigeración absorbe calor y su temperatura se eleva por encima de su punto de ebullición, el líquido se vaporiza (es decir, se evapora) para formar el segundo vapor. El calor se transfiere desde el segundo vapor al aire ambiente circundante a través de la superficie exterior 46 del dispositivo 10, lo que hace que el segundo vapor se enfríe. A medida que el segundo vapor se enfría, se vuelve a condensar en forma líquida para que el líquido pueda absorber nuevamente el calor del primer vapor calentado y otras partes componentes del dispositivo 10. La transferencia de calor del segundo vapor tiene lugar en una primera posición en la cámara 34 de refrigeración que está próxima a la superficie exterior 46 y el flujo del segundo vapor dentro de la cámara 34 de refrigeración se ilustra esquemáticamente mediante las flechas 48. A medida que el segundo vapor se enfría y se condensa, regresando así a su forma líquida, el líquido fluye desde la primera posición a una segunda posición dentro de la cámara 34 de refrigeración que está próxima a la pared interior 52, como se ilustra esquemáticamente mediante las flechas 50.
Para promover el flujo del líquido condensado en la cámara 34 de refrigeración desde la primera posición próxima a la superficie exterior 46 a la segunda posición próxima a la pared interior 52, la cámara 34 de refrigeración comprende una mecha cilíndrica 54 que se coloca radialmente hacia fuera de la pared interior 52 y próxima a ella. En algunas realizaciones, la mecha 54 comprende una malla de cobre eléctricamente conductora (ilustrada esquemáticamente en las figuras por medio de la línea discontinua 54) y ventajosamente también actúa como una protección electromagnética para la bobina 30 de inducción. Cabe señalar que la pared interior 52 también puede actuar como una protección electromagnética para la bobina 30 de inducción, dependiendo del material del que esté fabricada. Como se mencionó anteriormente, la pared interior 52 puede comprender cobre, que es un material excelente para fines de protección electromagnética, además de tener una excelente conductividad térmica.
El dispositivo 10 de generación de vapor también comprende una capa 56 de protección electromagnética que está dispuesta hacia fuera de la bobina 30 de inducción, entre la bobina 30 de inducción y la mecha 54. La capa 56 de protección está formada por un material ferrimagnético, no conductor eléctricamente, tal como ferrita, Ferrita de Níquel y Zinc o mu-metal. En la realización ilustrada en las Figuras 1 y 2, la capa 56 de protección electromagnética comprende un manguito sustancialmente cilíndrico, que se coloca radialmente hacia fuera de la bobina 30 de inducción helicoidal para extenderse circunferencialmente alrededor de la bobina 30 de inducción.
Con referencia ahora a la Figura 6, se ha mostrado una segunda realización de un sistema 2 de generación de vapor que es similar al sistema 1 de generación de vapor ilustrado en las Figuras 1 a 5 y en el que los elementos correspondientes se designan utilizando los mismos números de referencia.
El sistema 2 de generación de vapor comprende un dispositivo 60 de generación de vapor que tiene una entrada 62 de aire que entrega aire al espacio 22 de generación de vapor, y más particularmente al artículo 24 de generación de vapor a través de la membrana permeable al aire 24c. El dispositivo 60 de generación de vapor comprende además una cubierta 64 que se puede montar de forma extraíble en el cuerpo 16 del dispositivo en el extremo proximal 12. La cubierta 64 comprende un paso 66 de flujo de aire que entrega un primer vapor generado durante la utilización del dispositivo 60 desde el espacio 22 de generación de vapor a una salida 44 de aire donde el usuario puede inhalar el primer vapor.
El sistema 2 de generación de vapor funciona de la misma manera que el sistema 1 de generación de vapor descrito anteriormente con referencia a las Figuras 1 a 5 para calentar el material 26 de generación de vapor y generar así un primer vapor para su inhalación por un usuario.
Con referencia ahora a la Figura 7, se muestra una tercera realización de un sistema 3 de generación de vapor. El sistema 3 de generación de vapor tiene algunas características en común con los sistemas 1, 2 de generación de vapor descritos anteriormente con referencia a las Figuras 1 a 6 y los elementos correspondientes se designan usando los mismos números de referencia.
El sistema 3 de generación de vapor comprende un dispositivo 70 de generación de vapor que tiene una boquilla 72 formada integralmente en el extremo proximal 12 del dispositivo 70 y en el que el espacio 22 de generación de vapor cilíndrico está ubicado en el extremo distal 14 del dispositivo 70. Una cubierta 74 para el espacio 22 de generación de vapor se puede montar de forma extraíble en el cuerpo 16 del dispositivo en el extremo distal 14. La cubierta 74 incluye entradas 76 de aire que permiten que el aire fluya hacia el espacio 22 de generación de vapor.
El espacio 22 de generación de vapor está dispuesto para recibir un material 26 de generación de vapor. En la realización ilustrada, el espacio de generación de vapor cilíndrico 22 está dispuesto para recibir un artículo de generación de vapor generalmente cilíndrico de forma correspondiente 24 que contiene el material de generación de vapor 26. El artículo de generación de vapor 24 normalmente comprende una cubierta exterior cilíndrica no metálica 24a y una capa o membrana permeable al aire 24b, 24c en los extremos proximal y distal para contener el material de generación de vapor 26 y permitir que el aire fluya a través del artículo de generación de vapor 24. El artículo de generación de vapor 24 es un artículo desechable que puede, por ejemplo, contener tabaco como material de generación de vapor 26.
El dispositivo de generación de vapor 70 comprende un calentador resistivo 78, por ejemplo, que comprende un elemento de calentamiento resistivo, que se coloca radialmente hacia afuera del espacio de generación de vapor 22 y que se extiende alrededor del espacio de generación de vapor 22.
Durante el funcionamiento del sistema de generación de vapor 3, se suministra una corriente eléctrica al calentador resistivo 78 haciendo que se caliente. El calor del calentador resistivo 78 se transfiere al material de generación de vapor 26, por ejemplo, por conducción, radiación y convección, para calentar el material de generación de vapor 26 y producir así un primer vapor. La vaporización del material de generación de vapor 26 se facilita mediante la adición de aire del entorno circundante a través de las entradas de aire 76.
El primer vapor generado al calentar el material de generación de vapor 26 luego sale del compartimiento de calentamiento 22 a través de la capa permeable al aire 24b, fluye a lo largo de un pasaje de flujo de aire 80 y a través de la salida de aire 44 donde es inhalado por un usuario del dispositivo 70 a través de la boquilla 72. Se entenderá que el flujo de aire a través del espacio de generación de vapor 22 puede verse favorecido por la presión negativa creada por un usuario que extrae aire del lado de salida del dispositivo 70 utilizando la boquilla 72.
El dispositivo 70 de generación de vapor incluye una cámara 34 de refrigeración anular sellada que se coloca entre el paso 80 de flujo de aire y la superficie exterior 46 del dispositivo 70 de generación de vapor. En la realización ilustrada, la cámara 34 de refrigeración anular se extiende longitudinalmente a lo largo de sustancialmente toda la longitud del paso 80 de flujo de aire, aunque puede extenderse a lo largo de sólo una parte 80 del paso de flujo de aire en otras realizaciones. A medida que el primer vapor calentado fluye a lo largo del paso 80 de flujo de aire durante la operación del dispositivo 70, el líquido en la cámara 34 de refrigeración absorbe calor del primer vapor a través de la pared interior 52, enfriando así el primer vapor de la manera descrita anteriormente con referencia a las Figuras 1 a 6 y asegurando que el primer vapor entregado a través de la salida 44 de aire en la boca de un usuario tenga características óptimas.
Aunque se han descrito realizaciones ejemplares en los párrafos anteriores, debe entenderse que se pueden realizar diversas modificaciones a esas realizaciones sin apartarse del alcance de las reivindicaciones adjuntas. Por lo tanto, la amplitud y el alcance de las reivindicaciones no deben limitarse a las realizaciones ejemplares descritas anteriormente.
Cualquier combinación de las características descritas anteriormente en todas las variaciones posibles de las mismas está abarcada por la presente descripción a menos que se indique lo contrario en el presente documento o que el contexto lo contradiga claramente.
A menos que el contexto claramente requiera lo contrario, a lo largo de la descripción y las reivindicaciones, las palabras “comprende”, “que comprende” y similares, deben interpretarse en un sentido inclusivo en oposición a un sentido exclusivo o exhaustivo; es decir, en el sentido de “incluyendo, pero no limitado a”.

Claims (15)

REIVINDICACIONES
1. Un sistema (1,2, 3) de generación de vapor que comprende:
un espacio (22) de generación de vapor para contener un material (26) de generación de vapor;
un calentador (28, 78) para calentar el material de generación de vapor para generar un primer vapor; una entrada (38, 62, 76) de aire, una salida (44) de aire y un paso (32, 66, 80) de flujo de aire que conecta la entrada de aire y la salida de aire a través del espacio de generación de vapor; y
una superficie exterior (46);
caracterizado por que el sistema de generación de vapor comprende
una cámara (34) de refrigeración sellada que comprende un líquido que se puede vaporizar durante la utilización del sistema para formar un segundo vapor;
en el que la cámara de refrigeración está posicionada entre el calentador y la superficie exterior y/o entre el paso de flujo de aire y la superficie exterior.
2. Un sistema de generación de vapor según cualquier reivindicación anterior, en el que el líquido tiene un punto de ebullición inferior a aproximadamente 60°C, preferiblemente inferior a aproximadamente 50°C, preferiblemente inferior a aproximadamente 40°C.
3. Un sistema de generación de vapor según la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en el que la cámara (34) de refrigeración comprende una mecha (54) para transferir el líquido desde una primera posición en la cámara de refrigeración a una segunda posición en la cámara de refrigeración.
4. Un sistema de generación de vapor según la reivindicación 3, en el que la primera posición en la cámara (34) de refrigeración está más cerca de la superficie exterior (46) que la segunda posición en la cámara de refrigeración.
5. Un sistema de generación de vapor según la reivindicación 3 o la reivindicación 4, en el que la mecha (54) comprende una estructura de malla.
6. Un sistema de generación de vapor según cualquier reivindicación anterior, en el que el calentador comprende un susceptor (28) que se puede calentar por inducción y el sistema de generación de vapor comprende una bobina (30) de inducción dispuesta para generar un campo electromagnético alterno para calentar por inducción el susceptor que se puede calentar por inducción, estando posicionada la cámara (34) de refrigeración entre la bobina de inducción y la superficie exterior (46).
7. Un sistema de generación de vapor según la reivindicación 6, cuando depende de cualquiera de las reivindicaciones 3 a 5, en el que la mecha (54) incluye un material eléctricamente conductor y está dispuesta para proporcionar una protección electromagnética para la bobina (30) de inducción.
8. Un sistema de generación de vapor según la reivindicación 6 cuando depende de cualquiera de las reivindicaciones 3 a 5 o según la reivindicación 7, en el que la mecha (54) se extiende sustancialmente a través de al menos un lado de la bobina (30) de inducción.
9. Un sistema de generación de vapor según la reivindicación 6 cuando depende de cualquiera de las reivindicaciones 3 a 5 o según la reivindicación 7 o la reivindicación 8, que comprende además un material ferrimagnético (56) no conductor eléctricamente posicionado entre la mecha (54) y la bobina (30) de inducción y que se extiende sustancialmente a través de al menos un lado de la bobina de inducción
10. Un sistema de generación de vapor según cualquiera de las reivindicaciones 6 a 9, en el que el paso (32) de flujo de aire está posicionado entre la bobina (30) de inducción y la superficie exterior (46).
11. Un sistema de generación de vapor según cualquiera de las reivindicaciones 6 a 10, en el que la cámara (34) de refrigeración comprende una pared interior (52) próxima a la bobina (30) de inducción, incluyendo la pared interior (52) un metal que tiene buena conductividad térmica y propiedades de protección electromagnética.
12. Un sistema de generación de vapor según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la cámara (34) de refrigeración está posicionada entre la superficie exterior (46) y una parte del paso (80) de flujo de aire que conecta el espacio (22) de generación de vapor con la salida (44) de aire.
13. Un dispositivo (10, 60) de generación de vapor que comprende:
un espacio (22) de generación de vapor para recibir un material (26) de generación de vapor;
una bobina (30) de inducción para calentar el material (26) de generación de vapor para generar un primer vapor;
una entrada (38, 62) de aire, una salida (44) de aire y un paso (32, 66) de flujo de aire que conecta la entrada de aire y la salida de aire a través del espacio de generación de vapor; y
una superficie exterior (46);
caracterizado por que el dispositivo de generación de vapor comprende
una cámara (34) de refrigeración que comprende un líquido que se puede vaporizar para formar un segundo vapor;
en el que la cámara de refrigeración está posicionada entre la bobina de inducción y la superficie exterior y/o entre el paso de flujo de aire y la superficie exterior.
14. Un dispositivo de generación de vapor según la reivindicación 13, en el que la cámara (34) de refrigeración comprende una mecha (54) para transferir el líquido desde una primera posición en la cámara de refrigeración a una segunda posición en la cámara de refrigeración, incluyendo la mecha un material eléctricamente conductor y estando dispuesta para proporcionar una protección electromagnética para la bobina (30) de inducción.
15. Un dispositivo (70) de generación de vapor que comprende:
un espacio (22) de generación de vapor para recibir un material (26) de generación de vapor;
un calentador resistivo (78) para calentar el material de generación de vapor para generar un primer vapor; una entrada (76) de aire, una salida (44) de aire y un paso (80) de flujo de aire que conecta la entrada de aire y la salida de aire a través del espacio de generación de vapor; y
una superficie exterior (46);
caracterizado por que el dispositivo de generación de vapor comprende
una cámara (34) de refrigeración que comprende un líquido que se puede vaporizar durante la utilización del dispositivo para formar un segundo vapor;
en el que la cámara (34) de refrigeración está posicionada entre el calentador resistivo y la superficie exterior y/o entre el paso de flujo de aire y la superficie exterior.
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