ES2920054T3 - Conjunto de calentamiento por inducción para un dispositivo generador de vapor - Google Patents

Abstract

Se proporciona un conjunto de calentamiento de inducción (10) para un dispositivo generador de vapor. El conjunto de calentamiento comprende un dispositivo de calentamiento de inducción (16) y un componente electrónico (11) que tiene material capaz de actuar como primer susceptor, en el que el dispositivo de calentamiento de inducción está dispuesto para calentar, en uso, un segundo susceptor (24) para un primer período, y el componente electrónico está organizado para activarse para un segundo período, y en el que el primer período y el segundo período no son concurrentes. Esto logra una interferencia reducida en la funcionalidad del componente electrónico. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Conjunto de calentamiento por inducción para un dispositivo generador de vapor

La presente invención se refiere a un conjunto de calentamiento por inducción para un dispositivo generador de vapor.

Los aparatos que calientan, en lugar de quemar, una sustancia para producir un vapor para su inhalación se han vuelto populares entre los consumidores en los últimos años.

Tales dispositivos pueden utilizar uno de una serie de enfoques diferentes para proporcionar calor a la sustancia. Uno de tales enfoques es el de la sencilla provisión de un elemento de calentamiento al que se le proporciona alimentación eléctrica para calentar el elemento, calentando el elemento, a su vez, la sustancia para generar vapor.

Una manera de lograr tal generación de vapor es proporcionar un dispositivo generador de vapor que emplee un enfoque de calentamiento inductivo. En un dispositivo de este tipo, se proporciona una bobina de inducción (en lo sucesivo también denominada inductor y dispositivo de calentamiento por inducción) con el dispositivo y se proporciona un susceptor con la sustancia de generación de vapor. Se proporciona energía eléctrica al inductor cuando un usuario activa el dispositivo que, a su vez, crea un campo electromagnético (EM). El susceptor se acopla con el campo y genera calor que se transfiere a la sustancia y se crea vapor a medida que se calienta la sustancia.

El uso de calentamiento por inducción para generar vapor tiene el potencial de proporcionar un calentamiento controlado y, por lo tanto, una generación de vapor controlada. Sin embargo, en la práctica, un enfoque de este tipo puede dar como resultado que se produzcan temperaturas inadecuadas sin saberlo en la sustancia de generación de vapor. Esto puede desperdiciar alimentación, lo cual hace que su funcionamiento sea costoso y corre el riesgo de dañar los componentes o hacer un uso ineficaz de la sustancia de generación de vapor, lo cual incomoda a los usuarios que esperan un dispositivo sencillo y fiable.

Esto se ha abordado previamente al supervisar las temperaturas en un dispositivo. La supervisión y/o el control adecuado de la temperatura también es importante porque evita el sobrecalentamiento o la quema de la sustancia utilizada para generar vapor.

Sin embargo, se ha descubierto que las temperaturas supervisadas no son fiables y no son representativas de las temperaturas realmente producidas, lo que reduce aún más la fiabilidad de un dispositivo de este tipo.

La presente invención busca mitigar al menos algunos de los problemas anteriores.

El documento US 2015/0320116 A1 divulga un dispositivo vaporizador que incluye un cartucho configurado para contener una sustancia vaporizable, un elemento de mecha acoplado al cartucho, donde el elemento de mecha está configurado para entrar en contacto con la sustancia vaporizable ubicada en el cartucho y un elemento de calentamiento por inducción acoplado inductivamente al elemento de mecha, donde el elemento de mecha está configurado para calentar la sustancia vaporizable basándose en el calentamiento por inducción del elemento de mecha por el elemento de calentamiento por inducción.

El documento WO 01/19141 A1 divulga un sistema de calentamiento por inducción regulador de temperatura que comprende un calentador por inducción que tiene un aparato para recibir transmisiones RFID y un objeto calentable por inducción con una etiqueta RFID. El calentador incluye un componente para generar un campo magnético, una circuitería de control que incluye un microprocesador acoplado con el componente para iniciar y terminar selectivamente la generación de un campo magnético; el aparato receptor proporciona información al microprocesador provocando el inicio de un algoritmo de calentamiento para el objeto.

El documento WO 2019/002613 A1 divulga un dispositivo de calentamiento inductivo, un sistema generador de aerosol y un método de funcionamiento de un dispositivo de calentamiento inductivo. El dispositivo de calentamiento inductivo está configurado para recibir un artículo generador de aerosol que comprende un sustrato formador de aerosol y un susceptor, estando el dispositivo de calentamiento inductivo configurado para calentar el susceptor cuando el dispositivo de calentamiento inductivo recibe el artículo generador de aerosol. La electrónica de fuente de alimentación se divulga, y se configura para: suministrar alimentación al inductor, para calentar el susceptor del artículo generador de aerosol cuando el artículo generador de aerosol es recibido por el dispositivo de calentamiento inductivo, proporcionándose el suministro de alimentación en una pluralidad de pulsos separados por intervalos de tiempo. Los pulsos comprenden dos o más pulsos de calentamiento y uno o más pulsos de sondeo entre pulsos de calentamiento sucesivos. La electrónica de fuente de alimentación está, además, configurada para controlar la duración del intervalo de tiempo entre pulsos de calentamiento sucesivos en función de una o más mediciones de la corriente suministrada desde una fuente de alimentación de CC en uno o más del uno o más pulsos de sondeo.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN

De acuerdo con un primer aspecto, se proporciona un conjunto de calentamiento por inducción de acuerdo con la reivindicación 1.

Hemos descubierto que el funcionamiento simultáneo del componente electrónico y el dispositivo de calentamiento por inducción puede provocar que el componente electrónico no funcione correctamente. Esto se debe a que el dispositivo de calentamiento por inducción provoca interferencias en el componente electrónico. Dicho de otro modo, el componente electrónico puede ser susceptible a interferencias por excitación provocadas por el funcionamiento del dispositivo de calentamiento por inducción durante el uso del dispositivo de calentamiento por inducción. Como tal, al hacer funcionar el dispositivo de calentamiento por inducción y el componente electrónico en períodos no concurrentes, el dispositivo de calentamiento por inducción y el componente electrónico pueden funcionar como se desee sin que ninguno tenga un efecto perjudicial sobre el funcionamiento del otro.

El componente electrónico puede ser un indicador LED; un sensor dispuesto para detectar la presencia de un consumible, tal como un cartucho o un cuerpo calentable por inducción, en una cámara de calentamiento, tal como un fotosensor o de luz; un supervisor de batería; o un sensor dispuesto para detectar la edad de un consumible. Habitualmente, el componente electrónico es un sensor de temperatura, estando el sensor de temperatura dispuesto para supervisar, durante el uso, una temperatura relacionada con el calor generado a partir del segundo susceptor durante el segundo período.

Hemos descubierto que la cantidad de ruido en una señal emitida por el sensor de temperatura cuando el sensor de temperatura se usa para supervisar la temperatura debido al campo EM generado por el dispositivo de calentamiento por inducción se puede reducir al hacer funcionar el sensor de temperatura en un momento diferente a cuando se hace funcionar el dispositivo de calentamiento por inducción. Esto permite supervisar la temperatura con un mayor nivel de exactitud y precisión, lo que hace que la temperatura supervisada sea más representativa de las temperaturas reales producidas. Esto conduce a una mejora en la fiabilidad y la seguridad del dispositivo, ya que las temperaturas producidas por el calentamiento se pueden medir de manera más fiable, lo cual permite abordar cualesquiera temperaturas inadecuadas con mayor facilidad y con mayor certeza.

Por supuesto, el dispositivo de calentamiento por inducción y el componente electrónico/sensor de temperatura pueden ser componentes separados o distintos entre sí.

El primer y/o el segundo susceptor puede comprender uno o más, pero sin limitación, de aluminio, hierro, níquel, acero inoxidable y aleaciones de estos, por ejemplo, cromo níquel. Con la aplicación de un campo electromagnético en sus proximidades, el susceptor puede generar calor debido a las corrientes de Foucault y las pérdidas por histéresis magnética que dan como resultado una conversión de energía de electromagnética a calor.

Si bien el primer período y el segundo período no se superponen, se pueden disponer para que ocurran de cualquier manera posible, tal como con una brecha entre el primer y el segundo períodos. Habitualmente, el primer y el segundo períodos están dispuestos para ser secuenciales.

Pretendemos que el término "secuencial" signifique uno que sigue sustancialmente al siguiente, idealmente sin que exista ninguna brecha o superposición entre el primer y el segundo períodos. Esto permite que la temperatura supervisada sea representativa de la temperatura alcanzada antes o durante el calentamiento evitando fluctuaciones en la temperatura ambiente alrededor del conjunto de calentamiento por inducción o enfriamiento después de que haya terminado el primer período, lo que provoca un cambio en la temperatura antes de que se inicie el segundo período o después de que termine el segundo período. En particular, hemos determinado que los efectos del ruido provocado por el dispositivo por inducción que calienta el susceptor (es decir, el segundo susceptor) durante el primer período se reducen muy rápidamente una vez que se detiene el calentamiento, de tal manera que cualquier brecha o superposición entre el primer y el segundo períodos idealmente debería ser tan pequeña como sea posible. No obstante, las realizaciones prácticas pueden incluir una pequeña brecha o superposición entre los períodos (por ejemplo, de hasta aproximadamente el 10 por ciento (%) de la duración de uno o ambos del primer y el segundo períodos o de hasta aproximadamente 10 milisegundos (ms)) y aún considerarse secuenciales a los efectos de la presente invención. Lo más preferentemente, sin embargo, cualquier brecha o superposición entre los períodos es inferior al 1 % de la duración de uno o ambos del primer y el segundo períodos o inferior a 1 ms.

Cada período se puede producir únicamente una vez en un cualquier uso del conjunto de calentamiento por inducción por un usuario. Sin embargo, habitualmente, el primer período está dispuesto para repetirse al menos una vez y/o el segundo período está dispuesto para repetirse al menos una vez. Esto permite múltiples ciclos de calentamiento y/o supervisión de la temperatura. Esto proporciona una precisión mejorada de la temperatura durante el uso del conjunto de calentamiento por inducción cuando se repite el segundo período y menos fluctuación en la temperatura durante el uso del conjunto de calentamiento por inducción cuando se repite el primer período.

Preferentemente, cada uno del primer y el segundo períodos está dispuesto para repetirse al menos una vez y el primer y el segundo períodos están dispuestos para alternarse. Esto mejora cómo de representativa es la temperatura supervisada de la temperatura alcanzada durante el primer período y reduce aún más las fluctuaciones provocadas por proporcionar aplicación y no aplicar calentamiento.

Un ciclo del primer período y el segundo período puede durar cualquier período de tiempo adecuado. Habitualmente, el tiempo desde el inicio de uno del primer o el segundo períodos hasta el final del otro período está dispuesto para que sea de aproximadamente 0,05 segundos (s) a 0,15 segundos. Esto reduce la inconveniencia para un usuario de usar el conjunto de calentamiento por inducción al mantener la duración de un único ciclo más corta que el uso probable del usuario del conjunto de calentamiento por inducción, que se prevé que sea del orden de uno o más segundos en un cualquier momento. Además, hemos descubierto que este período mantiene una velocidad de respuesta suficiente para la supervisión de la temperatura y, al mismo tiempo, le brinda al dispositivo de calentamiento por inducción el tiempo suficiente para aumentar la temperatura de manera efectiva. Esto se debe a que un tiempo inferior a 0,05 s tendría un efecto negativo sobre la capacidad de aumentar la temperatura, pero un tiempo superior a 0,15 s afectaría negativamente a la velocidad de respuesta que se puede lograr cuando se responde a la supervisión de la temperatura adaptando el calentamiento aplicado.

El primer período se puede disponer para que sea más largo que el segundo período, o el primer período se puede disponer para que tenga la misma duración que el segundo período, o el primer período se puede disponer para que sea más corto que el segundo período. El hecho de que el primer período sea más largo que el segundo período es ventajoso porque permite más tiempo para el calentamiento, lo que permite alcanzar una temperatura más alta o que el calor se distribuya haciendo que la temperatura sea más uniforme en todo el volumen que se está calentando. Esto también reduce la cantidad de pérdida de calor durante el segundo período. El hecho de que el primer período y el segundo período tengan la misma duración es ventajoso porque simplifica el funcionamiento del conjunto de calentamiento por inducción. El hecho de que el primer período sea más corto que el segundo período es ventajoso porque permite más tiempo para supervisar la temperatura con respecto a la cantidad de tiempo dedicado al calentamiento.

La cantidad de calor proporcionada por el dispositivo de calentamiento por inducción puede determinarse independientemente de la temperatura supervisada por el sensor de temperatura. No obstante, habitualmente, el dispositivo de calentamiento por inducción está dispuesto para ajustar la cantidad de calor proporcionada al susceptor (es decir, el segundo susceptor) en función de la temperatura supervisada por el sensor de temperatura. Esto permite que la supervisión realizada por el sensor de temperatura se utilice como retroalimentación, permitiendo, de este modo, ajustar el calentamiento para tener en cuenta las fluctuaciones en la temperatura ambiente o local o las diferentes condiciones del entorno en el que se ubica el conjunto de calentamiento por inducción.

El conjunto de calentamiento por inducción puede comprender, además, un controlador dispuesto, durante el uso, para controlar el dispositivo de calentamiento por inducción y el sensor de temperatura. El controlador puede estar dispuesto, durante el uso, para controlar el dispositivo de calentamiento por inducción en función de la temperatura supervisada por el sensor de temperatura. Preferentemente, el controlador está dispuesto para controlar el dispositivo de calentamiento por inducción al estar dispuesto, durante el uso, para ajustar la cantidad de alimentación suministrada al dispositivo de calentamiento por inducción.

El controlador puede registrar y/o almacenar y/o llevar a cabo el procesamiento de las temperaturas supervisadas. Habitualmente, el controlador está configurado para promediar las temperaturas supervisadas por el sensor de temperatura durante un tercer período para permitir la detección de ruido en la temperatura supervisada por el sensor de temperatura. Al permitir la detección de ruido, se puede eliminar el ruido adicional de la señal producida por el sensor de temperatura al supervisar la temperatura. Esto permitiría entonces mejorar la exactitud y la precisión de la temperatura supervisada. Preferentemente, el controlador puede configurarse, además, para detectar ruido en la temperatura supervisada por el sensor de temperatura en función de las temperaturas promediadas supervisadas durante el tercer período y aplicar un filtro a la temperatura supervisada por el sensor de temperatura en función del ruido detectado para reducir el ruido en las temperaturas supervisadas.

Los componentes del conjunto de calentamiento por inducción pueden alimentarse de cualquier manera adecuada. Habitualmente, el conjunto de calentamiento por inducción comprende, además, una fuente de alimentación dispuesta, durante el uso, para proporcionar alimentación al dispositivo de calentamiento por inducción y al sensor de temperatura. Esto permite que el conjunto de calentamiento por inducción funcione sin una fuente de alimentación externa.

El dispositivo de calentamiento por inducción se puede proporcionar en cualquier forma adecuada para proporcionar calentamiento mediante inducción. Habitualmente, el dispositivo de calentamiento por inducción es una bobina de calentamiento por inducción. Esto permite que se genere un campo EM con una forma regular y predecible para permitir que se proporcione calor en cantidades más predecibles de una manera más controlable.

El sensor de temperatura se puede situar en un centro axial de la bobina de inducción o en una posición fuera de la bobina de inducción. Sin embargo, habitualmente, el sensor de temperatura se sitúa entre un extremo axial de la bobina de inducción y un centro de la bobina de inducción, preferentemente en un eje longitudinal central de la bobina de inducción. Preferentemente, el sensor de temperatura se puede situar en un extremo axial de la bobina de inducción. Hemos descubierto que, al ubicar el sensor de temperatura en esta posición, se logra un equilibrio adecuado entre la capacidad de medir con precisión la temperatura y reducir el ruido en la señal producida por el sensor de temperatura. Mover el sensor de temperatura más allá de un extremo axial de la bobina de inducción reduce el ruido en la señal producida por el sensor de temperatura, pero reduce la precisión de la medición de temperatura ya que el sensor de temperatura está más alejado de la ubicación donde se produce el calor. Por otro lado, al ubicar el sensor de temperatura en el centro axial de la bobina de inducción, la cantidad de ruido aumenta, pero la temperatura medida tiene una mayor probabilidad de ser representativa de la temperatura provocada por el calentamiento.

El conjunto se puede disponer para funcionar, durante el uso, con un campo electromagnético fluctuante que tiene una densidad de flujo magnético de entre aproximadamente 0,5 T y aproximadamente 2,0 T en el punto de mayor concentración.

La fuente de alimentación y la circuitería pueden configurarse para funcionar a alta frecuencia. Preferentemente, la fuente de alimentación y la circuitería pueden configurarse para funcionar a una frecuencia de entre aproximadamente 80 kHz y 500 kHz, preferentemente aproximadamente 150 kHz y 250 kHz, más preferentemente aproximadamente 200 kHz.

Si bien la bobina de inducción puede comprender cualquier material adecuado, habitualmente, la bobina de inducción puede comprender un alambre Litz o un cable Litz.

De acuerdo con un segundo aspecto, se proporciona un dispositivo generador de vapor que comprende: un conjunto de calentamiento por inducción de acuerdo con el primer aspecto; un compartimiento de calentamiento dispuesto para recibir un cuerpo que comprende una sustancia vaporizable y un susceptor calentable por inducción; una entrada de aire dispuesta para proporcionar aire al compartimiento de calentamiento; y una salida de aire en comunicación con el compartimento de calentamiento. Se pretende que el susceptor calentable por inducción pueda ser el "segundo susceptor" al que se ha hecho referencia anteriormente.

La sustancia vaporizable puede ser cualquier tipo de material sólido o semisólido. Los tipos de ejemplo de sólidos generadores de vapor incluyen polvo, gránulos, pellets, ralladuras, hebras, material poroso o láminas. La sustancia puede comprender material derivado de plantas y, en particular, la sustancia puede comprender tabaco.

Preferentemente, la sustancia vaporizable puede comprender un formador de aerosol. Los ejemplos de formadores de aerosol incluyen alcoholes polihídricos y mezclas de estos, tales como glicerina o propilenglicol. Habitualmente, la sustancia vaporizable puede comprender un contenido de formador de aerosol de base de entre aproximadamente el 5 % y aproximadamente el 50 % en peso seco. Preferentemente, la sustancia vaporizable puede comprender un contenido de formador de aerosol de base de aproximadamente el 15 % en peso seco.

Es más, la sustancia vaporizable puede ser el propio formador de aerosol. En este caso, la sustancia vaporizable puede ser líquida. Es más, en este caso, el cuerpo puede tener una sustancia retenedora de líquido (por ejemplo, un haz de fibras, material poroso, tal como cerámica, etc.) que retiene el líquido que va a ser vaporizado por el vaporizador, tal como un calentador, y permite que se forme y libere/emita un vapor a partir de la sustancia retenedora de líquido hacia la salida de aire para su inhalación por parte de un usuario.

Tras el calentamiento, la sustancia vaporizable puede liberar compuestos volátiles. Los compuestos volátiles pueden incluir nicotina o compuestos de sabor como saborizante de tabaco.

El cuerpo puede ser una cápsula que incluye, durante el uso, una sustancia vaporizable dentro de una cubierta permeable al aire. El material permeable al aire puede ser un material que sea 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 filtro. Alternativamente, el cuerpo puede ser una sustancia vaporizable envuelta en papel. Alternativamente, el cuerpo puede ser una sustancia vaporizable contenida dentro de un material que no es permeable al aire, pero que comprende unas perforaciones o aberturas apropiadas para permitir el flujo de aire. Alternativamente, el cuerpo puede ser la propia sustancia vaporizable. El cuerpo puede estar formado sustancialmente en la forma de un palo.

De acuerdo con un tercer aspecto, se proporciona un método de acuerdo con la reivindicación 15.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS

Un ejemplo de un conjunto de calentamiento por inducción se describe en detalle a continuación, haciendo referencia a las figuras adjuntas, en las que:

la figura 1 muestra una vista esquemática de un dispositivo generador de vapor de ejemplo;

la figura 2 muestra una vista en despiece del dispositivo generador de vapor de acuerdo con el ejemplo mostrado en la figura 1; y

la figura 3 muestra una vista esquemática de un dispositivo generador de vapor de ejemplo adicional.

DESCRIPCIÓN DETALLADA

Ahora, describimos un ejemplo de un dispositivo generador de vapor, que incluye una descripción de un conjunto de calentamiento por inducción de ejemplo y un cartucho calentable por inducción de ejemplo. También se describe un método de ejemplo de supervisión de temperatura en un dispositivo generador de vapor.

Haciendo referencia ahora a la figura 1 y la figura 2, un dispositivo generador de vapor de ejemplo se ilustra, en términos generales, en 1 en una configuración ensamblada en la figura 1 y una configuración sin ensamblar en la figura 2.

El dispositivo generador de vapor 1 de ejemplo es un dispositivo de mano (con lo que pretendemos hacer referencia a un dispositivo que un usuario puede sostener y soportar sin ayuda en una única mano), que tiene un conjunto de calentamiento por inducción 10, un cartucho calentable por inducción 20 y una boquilla 30. El cartucho libera vapor cuando se calienta. Por consiguiente, el vapor se genera utilizando el conjunto de calentamiento por inducción para calentar el cartucho calentable por inducción. El vapor puede, entonces, ser inhalado por un usuario en la boquilla.

En este ejemplo, un usuario inhala el vapor aspirando aire hacia el interior del dispositivo 1, a través o alrededor del cartucho calentable por inducción 20 y fuera de la boquilla 30 cuando el cartucho se calienta. Esto se logra ubicando el cartucho en un compartimiento de calentamiento 12 definido por una porción del conjunto de calentamiento por inducción 10 y al estar el compartimiento en conexión gaseosa con una entrada de aire 14 formada en el conjunto y una salida de aire 32 en la boquilla cuando el dispositivo está ensamblado. Esto permite que el aire sea aspirado a través del dispositivo mediante la aplicación de presión negativa, que, generalmente, es creada por un usuario que aspira aire desde la salida de aire.

El cartucho 20 es un cuerpo que incluye una sustancia vaporizable 22 y un susceptor calentable por inducción 24 (se pretende que este susceptor pueda ser el "segundo susceptor" mencionado anteriormente). En este ejemplo, la sustancia vaporizable incluye uno o más de tabaco, humectante, glicerina y propilenglicol. El susceptor es una pluralidad de placas que son eléctricamente conductoras. En este ejemplo, el cartucho también tiene una capa o membrana 26 para contener la sustancia vaporizable y el susceptor, siendo la capa o membrana permeable al aire. En otros ejemplos, la membrana no está presente.

Como se ha señalado anteriormente, el conjunto de calentamiento por inducción 10 se usa para calentar el cartucho 20. El conjunto incluye un dispositivo de calentamiento por inducción, en forma de bobina de inducción 16 y una fuente de alimentación 18. La fuente de alimentación y la bobina de inducción están conectadas eléctricamente de tal manera que la alimentación eléctrica puede transmitirse selectivamente entre los dos componentes.

En este ejemplo, la bobina de inducción 16 es sustancialmente cilíndrica, de tal manera que la forma del conjunto de calentamiento por inducción 10 también es sustancialmente cilíndrica. El compartimiento de calentamiento 12 está definido radialmente hacia dentro de la bobina de inducción con una base en un extremo axial de la bobina de inducción y unas paredes laterales alrededor de un lado radialmente interior de la bobina de inducción. El compartimiento de calentamiento está abierto en un extremo axial opuesto de la bobina de inducción a la base. Cuando se ensambla el dispositivo generador de vapor 1, la abertura queda cubierta por la boquilla 30, estando una abertura para la salida de aire 32 ubicada en la abertura del compartimiento de calentamiento. En el ejemplo mostrado en las figuras, la entrada de aire 14 tiene una abertura en el compartimiento de calentamiento en la base del compartimiento de calentamiento.

Un sensor de temperatura 11 también está ubicado en la base del compartimiento de calentamiento 12. Por consiguiente, el sensor de temperatura está ubicado dentro del compartimiento de calentamiento en el mismo extremo axial de la bobina de inducción 16 que la base del compartimiento de calentamiento. Esto significa que, cuando un cartucho 20 está ubicado en el compartimiento de calentamiento y cuando el dispositivo generador de vapor 1 está ensamblado (en otras palabras, cuando el dispositivo generador de vapor está en uso o listo para usar), el cartucho se deforma alrededor del sensor de temperatura. Esto se debe a que, en este ejemplo, el sensor de temperatura no perfora la membrana 26 del cartucho debido a su tamaño y forma.

El sensor de temperatura 11 está conectado eléctricamente a un controlador 13 ubicado dentro del conjunto de calentamiento por inducción 10. El controlador también está conectado eléctricamente a la bobina de inducción 16 y la fuente de alimentación 18 y está adaptado, durante el uso, para controlar el funcionamiento de la bobina de inducción y el sensor de temperatura determinando cuándo cada uno debe recibir alimentación desde la fuente de alimentación.

Como se ha mencionado anteriormente, con el fin de que se produzca vapor, el cartucho 20 se calienta. Esto se logra mediante una corriente eléctrica alterna cambiada de una corriente eléctrica directa alimentada por la fuente de alimentación 18 a la bobina de inducción 16. La corriente fluye a través de la bobina de inducción provocando que se genere un campo EM controlado en una región cercana a la bobina. El campo EM generado proporciona una fuente para que un susceptor externo (en este caso, las placas susceptoras del cartucho) absorba la energía EM y la convierta en calor, logrando, de este modo, el calentamiento por inducción.

Más detalladamente, al proporcionar alimentación a la bobina de inducción 16, se hace pasar una corriente a través de la bobina de inducción, provocando que se genere un campo EM. Como se ha mencionado anteriormente, la corriente suministrada a la bobina de inducción es una corriente alterna (CA). Esto provoca que se genere calor dentro del cartucho porque, cuando el cartucho está ubicado en el compartimiento de calentamiento 12, se pretende que las placas susceptoras estén dispuestas (sustancialmente) paralelas al radio de la bobina de inducción 16 como se muestra en las figuras, o que al menos tengan una componente de longitud paralela al radio de la bobina de inducción. Por consiguiente, cuando la corriente alterna se suministra a la bobina de inducción mientras el cartucho está ubicado en el compartimiento de calentamiento, la situación de las placas susceptoras provoca que se induzcan corrientes de Foucault en cada placa debido al acoplamiento del campo EM generado por la bobina de inducción a cada placa susceptora. Esto hace que se genere calor en cada placa mediante inducción.

Las placas del cartucho 20 están en comunicación térmica con la sustancia vaporizable 22, en este ejemplo, mediante contacto directo o indirecto entre cada placa susceptora y la sustancia vaporizable. Esto significa que, cuando el susceptor 24 se calienta inductivamente mediante la bobina de inducción 16 del conjunto de calentamiento por inducción 10, el calor se transfiere desde el susceptor 24 hasta la sustancia vaporizable 22, para calentar la sustancia vaporizable 22 y producir un vapor.

Cuando el sensor de temperatura 11 está en uso, este supervisa la temperatura midiendo la temperatura en su superficie. Cada medición de temperatura se envía al controlador 13 en forma de una señal eléctrica.

Cuando el dispositivo generador de vapor 1 está en uso, el calentamiento por inducción proporcionado por el conjunto de calentamiento por inducción 10 y la supervisión de la temperatura proporcionada por el sensor de temperatura 11 se llevan a cabo de conformidad con un método de ejemplo.

De acuerdo con el método de ejemplo, cuando el dispositivo generador de vapor 1 está en uso, se proporciona calentamiento inductivo durante un primer período y se lleva a cabo una supervisión de la temperatura durante un segundo período. El primer y el segundo períodos no son concurrentes. En su lugar, el primer y el segundo períodos se producen en diferentes momentos, siguiendo el segundo período al primer período y siguiendo el primer período al segundo período en un ciclo repetitivo durante la duración de una sesión de calentamiento durante la cual se requiere supervisar la temperatura para proporcionar un calentamiento controlado de la sustancia vaporizable 22. En diferentes ejemplos, una sesión de calentamiento puede durar únicamente la duración de una única calada (es decir, una única bocanada por parte del usuario en la boquilla) o podría, en ejemplos alternativos, durar múltiples caladas y podría incluir una fase (o fases) de calentamiento y una fase (o fases) de mantenimiento y podría incluir transiciones entre diferentes temperaturas objetivo u otras transiciones similares.

Cada ciclo desde el inicio de un período (ya sea el primer o el segundo período) hasta el final del otro período (el otro del primer o el segundo período) tiene una duración de entre aproximadamente 0,05 segundos y aproximadamente 0,15 segundos. En diferentes ejemplos, el segundo período tiene la misma duración que, más corto que o más largo que el primer período.

En un ejemplo adicional, así como se supervisa la temperatura, el controlador ajusta la cantidad de alimentación proporcionada a la bobina de inducción 16 en función de la temperatura supervisada por el sensor de temperatura 13. Esto se aplica, por ejemplo, cuando existe una temperatura predeterminada a la que se pretende calentar el cartucho 20. Luego, el controlador aumenta o disminuye la cantidad de alimentación suministrada a la bobina de inducción en función de la diferencia entre la temperatura predeterminada y la temperatura supervisada para reducir la diferencia tanto como sea posible.

En un ejemplo similar, el calentamiento se aplica durante un período de tiempo predeterminado en la puesta en marcha del dispositivo 1 en una nueva sesión de uso. El sensor de temperatura 13 se usa entonces para supervisar la temperatura. El controlador verifica la temperatura supervisada contra un gráfico de consulta y ajusta el perfil de calentamiento (ajusta la cantidad de alimentación que se suministra a la bobina de inducción 16 para ajustar la cantidad de calentamiento que se proporciona) para compensar la temperatura ambiente, la condición de la cápsula o para detener una sesión de uso (por ejemplo, si se detecta una cantidad predeterminada de uso previo de una cápsula, por ejemplo, por una tasa predeterminada de cambio de temperatura). Esto permite reducir la cantidad de alimentación utilizada ya que, normalmente, se aplicará la máxima cantidad de alimentación que sea posible proporcionar en la puesta en marcha. Sin embargo, esto presenta el mayor riesgo de sobrecalentamiento o quema, por lo que la supervisión en una situación de este tipo mejora la seguridad y reduce la posibilidad de daño a los componentes del dispositivo.

Adicionalmente, en otro ejemplo, el controlador 13 promedia una serie de mediciones de temperatura proporcionadas por el sensor de temperatura 11, tomándose la serie de mediciones de temperatura durante un tercer período independiente del primer y el segundo períodos. Entonces, las temperaturas promediadas se utilizan en la detección de ruido a partir de la cual es posible filtrar (es decir, eliminar) el ruido de la señal eléctrica en función del ruido detectado a partir de las temperaturas promediadas y/o para identificar y descartar o ignorar mediciones de temperatura anómalas o no fiables.

La figura 3 muestra un dispositivo generador de vapor 1 de ejemplo adicional. En este ejemplo adicional, el dispositivo generador de vapor tiene la mayoría de las mismas características que el dispositivo generador de vapor que se muestra en las figuras 1 y 2. Como tal, el dispositivo generador de vapor 1 de ejemplo es un dispositivo de mano, que tiene un conjunto de calentamiento por inducción 10, un cartucho calentable por inducción (que incluye una sustancia vaporizable 22, un susceptor calentable por inducción 24 y, en este ejemplo, una membrana 26) y una boquilla 30.

El dispositivo generador de vapor 1 de este ejemplo funciona de la misma manera que se describe anteriormente con respecto a las figuras 1 y 2. Por consiguiente, durante el uso, el aire se aspira a través de la entrada de aire 14, hacia el interior del compartimiento de calentamiento que contiene el cartucho, y hacia fuera a través de la salida de aire 32 en la boquilla 30 hacia el usuario.

Como se ha señalado anteriormente, el conjunto de calentamiento por inducción 10 se usa para calentar un cartucho. El conjunto incluye un dispositivo de calentamiento por inducción, en forma de bobina de inducción 16 y una fuente de alimentación 18. La fuente de alimentación y la bobina de inducción están conectadas eléctricamente de tal manera que la alimentación eléctrica puede transmitirse selectivamente entre los dos componentes.

En el ejemplo mostrado en la figura 3, no se muestra ningún sensor de temperatura. Sin embargo, el sensor de temperatura puede estar presente y funcionar como se establece con respecto al ejemplo que se muestra en las figuras 1 y 2.

En el ejemplo mostrado en la figura 3, existe un componente electrónico 50. Este es un indicador ubicado en el compartimiento de calentamiento del conjunto de calentamiento contra una pared del compartimiento de calentamiento donde la boquilla 30 se encuentra con el compartimiento de calentamiento. Por lo tanto, se ubica en un extremo de la bobina de inducción 16, cerca de la boquilla. Esto significa que, cuando la bobina de inducción genera un campo EM, el componente electrónico se ubica dentro del campo EM.

En algunos ejemplos, el componente electrónico 50 está configurado para supervisar la vida restante de la batería. En otros ejemplos, el componente electrónico está configurado para supervisar la vida útil restante del cartucho, por ejemplo, supervisando el número de bocanadas de vapor restantes disponibles del dispositivo, que corresponde al volumen restante de material vaporizable. En ejemplos adicionales, el componente electrónico está configurado para detectar si existe un cartucho presente en el compartimiento de calentamiento.

El componente electrónico 50 contiene un material que puede actuar como un susceptor cuando se expone a un campo EM. Hemos descubierto que esto provoca que el componente electrónico funcione de una manera diferente a la esperada si se hace funcionar cuando la bobina de inducción 16 está funcionando debido a la exposición al campo EM generado por la bobina de inducción 16. Esto se debe a que el campo EM provoca interferencias en el material del componente electrónico que puede actuar como un susceptor. Cabe señalar que, en este contexto, cuando decimos que el componente electrónico incluye material que puede actuar como un susceptor (es decir, el "primer susceptor"), no implica necesariamente que este material generará un calor significativo, sencillamente que puede verse afectado de alguna manera por el campo electromagnético generado por la bobina de inducción que puede provocar que el componente electrónico se comporte de una manera alterada (y, generalmente, una manera menos óptima) cuando se somete a la influencia del campo electromagnético debido a su susceptibilidad al campo electromagnético. Como tal, cuando el dispositivo generador de vapor 1 que se muestra en la figura 3 está en uso, el componente electrónico y la bobina de inducción funcionan durante períodos no concurrentes. Esto significa que el componente electrónico únicamente se encontrará activo cuando no se genere un campo EM, lo cual significa, de este modo, que no se produce interferencia.

Claims (15)

REIVINDICACIONES

1. Un conjunto de calentamiento por inducción (10) para un dispositivo generador de vapor, comprendiendo el conjunto de calentamiento:

un dispositivo de calentamiento por inducción (16) y un componente electrónico (11) que tiene un material que puede actuar como un primer susceptor, en donde el dispositivo de calentamiento por inducción está dispuesto para calentar, durante el uso, un segundo susceptor durante un primer período, y el componente electrónico está dispuesto para activarse durante un segundo período cuando el dispositivo de calentamiento por inducción se encuentra inactivo, y en donde el primer período y el segundo período no son concurrentes.

2. El conjunto (10) de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el primer y el segundo períodos están dispuestos para ser secuenciales.

3. El conjunto (10) de acuerdo con la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en donde el primer período está dispuesto para repetirse al menos una vez y/o el segundo período está dispuesto para repetirse al menos una vez.

4. El conjunto (10) de acuerdo con la reivindicación 3, en donde cada uno del primer y el segundo períodos está dispuesto para repetirse al menos una vez y el primer y el segundo períodos están dispuestos para alternarse.

5. El conjunto (10) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el tiempo desde el inicio de uno del primer o el segundo períodos hasta el final del otro período está dispuesto para que sea de aproximadamente 0,05 segundos (s) a 0,15 segundos.

6. El conjunto (10) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el componente electrónico es un sensor de temperatura, estando el sensor de temperatura dispuesto para supervisar, durante el uso, una temperatura relacionada con el calor generado a partir del segundo susceptor durante el segundo período.

7. El conjunto (10) de acuerdo con la reivindicación 6, en donde el dispositivo de calentamiento por inducción (16) está dispuesto para ajustar la cantidad de calor proporcionada al segundo susceptor en función de la temperatura supervisada por el sensor de temperatura (11).

8. El conjunto (10) de acuerdo con la reivindicación 6 o la reivindicación 7, que comprende, además, un controlador (13) dispuesto, durante el uso, para controlar el dispositivo de calentamiento por inducción (16) y el sensor de temperatura (11).

9. El conjunto (10) de acuerdo con las reivindicaciones 7 y 8, en donde el controlador (13) está dispuesto, durante el uso, para controlar el dispositivo de calentamiento por inducción (16) en función de la temperatura supervisada por el sensor de temperatura (11).

10. El conjunto (10) de acuerdo con la reivindicación 9, en donde el controlador (13) está dispuesto para controlar el dispositivo de calentamiento por inducción (16) al estar dispuesto, durante el uso, para ajustar la cantidad de alimentación suministrada al dispositivo de calentamiento por inducción.

11. El conjunto (10) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 8 a 10, en donde el controlador (13) está configurado para promediar las temperaturas supervisadas por el sensor de temperatura (11) durante un tercer período para permitir la detección de ruido en la temperatura supervisada por el sensor de temperatura.

12. El conjunto (10) de acuerdo con la reivindicación 11, en donde el controlador (13) está, además, configurado para detectar ruido en la temperatura supervisada por el sensor de temperatura (11) en función de las temperaturas promediadas supervisadas durante el tercer período y aplicar un filtro a la temperatura supervisada por el sensor de temperatura en función del ruido detectado para reducir el ruido en las temperaturas supervisadas.

13. El conjunto (10) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende, además, una fuente de alimentación (18) dispuesta, durante el uso, para proporcionar alimentación al dispositivo de calentamiento por inducción (16) y al componente electrónico (11).

14. Un dispositivo generador de vapor (1) que comprende:

un conjunto de calentamiento por inducción (10) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores; un compartimiento de calentamiento (12) dispuesto para recibir un cuerpo (20) que comprende una sustancia vaporizable (22) y un susceptor calentable por inducción (24);

una entrada de aire (14) dispuesta para proporcionar aire al compartimiento de calentamiento; y

una salida de aire (32) en comunicación con el compartimento de calentamiento.

15. Un método de supervisión de temperatura en un dispositivo generador de vapor (1), comprendiendo el método: calentar por inducción un cuerpo (20) que comprende una sustancia vaporizable (22) y un susceptor calentable por inducción (24) utilizando un dispositivo de calentamiento por inducción;

supervisar una temperatura del cuerpo cuando el dispositivo de calentamiento por inducción se encuentra inactivo, en donde

el calentamiento y la supervisión se llevan a cabo de manera no concurrente.