ES2931822T3 - Artículo generador de aerosol que se calienta inductivamente que comprende un sustrato formador de aerosol y un conjunto de susceptor - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a un artículo generador de aerosol calentable por inducción (100) que comprende un sustrato formador de aerosol (130) y un conjunto susceptor (120) para calentar inductivamente el sustrato formador de aerosol bajo la influencia de un campo magnético alterno. El conjunto de susceptor comprende un primer susceptor (121) y un segundo susceptor (122). El primer susceptor comprende un primer material susceptor que tiene un coeficiente de resistencia a la temperatura positivo. El segundo susceptor comprende un segundo material susceptor ferromagnético o ferrimagnético que tiene un coeficiente de temperatura negativo de la carcasa de resistencia. La presente invención se refiere a un sistema generador de aerosol que comprende dicho artículo y un dispositivo generador de aerosol (10) para usar con el artículo. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Artículo generador de aerosol que se calienta inductivamente que comprende un sustrato formador de aerosol y un conjunto de susceptor

La presente invención se refiere a un artículo generador de aerosol que se calienta inductivamente que comprende un sustrato formador de aerosol y un conjunto de susceptor para calentar inductivamente el sustrato bajo la influencia de un campo magnético alternativo. La invención se refiere además a un sistema generador de aerosol que comprende dicho artículo generador de aerosol y un dispositivo generador de aerosol para usar con el artículo. Los sistemas generadores de aerosol, basados en el calentamiento inductivo de un sustrato formador de aerosol capaz de formar un aerosol inhalable al calentarse, son generalmente conocidos por la técnica anterior. Para calentar el sustrato, el artículo puede recibirse dentro de un dispositivo generador de aerosol que comprende un calentador eléctrico. El calentador puede ser un calentador inductivo que comprende una fuente de inducción. La fuente de inducción está configurada para generar un campo electromagnético alterno que induce al menos una de las corrientes parásitas generadoras de calor o pérdidas por histéresis en un susceptor. El susceptor en sí mismo puede ser parte integral del artículo y disponerse de manera que esté en proximidad térmica o contacto físico directo con el sustrato que se va a calentar.

Para controlar la temperatura del sustrato, se han propuesto conjuntos de susceptores, por ejemplo, como en el documento US 2016/150825 A1, que comprenden un primer y un segundo susceptor hechos de diferentes materiales. El primer material de susceptor se optimiza con respecto a la pérdida de calor y, por lo tanto, a la eficiencia de calentamiento. Por el contrario, el segundo material de susceptor se usa como marcador de temperatura. Para ello, el segundo material de susceptor se elige de modo que tenga una temperatura de Curie correspondiente a una temperatura de operación predefinida del conjunto de susceptor. A su temperatura de Curie, las propiedades magnéticas del segundo susceptor cambian de ferromagnéticas o ferrimagnéticas a paramagnéticas, acompañadas de un cambio temporal de su resistencia eléctrica. Por lo tanto, al monitorear un cambio correspondiente de la corriente eléctrica absorbida por la fuente de inducción, se puede detectar cuándo el segundo material de susceptor ha alcanzado su temperatura de Curie y, por lo tanto, cuándo se ha alcanzado la temperatura de operación predefinida.

Sin embargo, cuando se monitorea el cambio de la corriente eléctrica absorbida por la fuente de inducción puede resultar difícil distinguir entre una situación en la que el segundo material de susceptor ha alcanzado su temperatura de Curie y una situación en la que un usuario toma una bocanada, en particular una bocanada inicial, durante la cual la corriente eléctrica muestra un cambio característico similar. El cambio de la corriente eléctrica durante la bocanada de un usuario se debe a un enfriamiento del conjunto de susceptor causado por la extracción de aire a través del artículo generador de aerosol cuando un usuario toma una bocanada. El enfriamiento afecta un cambio temporal de la resistencia eléctrica del conjunto de susceptor. Esto a su vez provoca un cambio correspondiente de la corriente eléctrica absorbida por la fuente de inducción. Típicamente, un enfriamiento del conjunto de susceptor durante la bocanada de un usuario se contrarresta en el sentido del controlador al aumentar temporalmente la potencia de calentamiento. Sin embargo, este aumento temporal inducido por el controlador de la energía de calentamiento puede desventajosamente causar un sobrecalentamiento no deseado del conjunto de susceptor en caso de que un cambio monitoreado de la corriente eléctrica - que en realidad se debe al segundo material de susceptor que ha alcanzado su temperatura de Curie - se identifique erróneamente como una bocanada del usuario. Por lo tanto, sería conveniente tener un artículo generador de aerosol que se calienta por inducción que comprenda un conjunto de susceptor con las ventajas de las soluciones de la técnica anterior, pero sin sus limitaciones. En particular, sería conveniente tener un artículo generador de aerosol que se pueda calentar inductivamente que comprende un conjunto de susceptor que permite un control de temperatura mejorado.

De conformidad con la invención se proporciona un artículo generador de aerosol que se calienta inductivamente que comprende un sustrato formador de aerosol y un conjunto de susceptor para calentar inductivamente el sustrato formador de aerosol bajo la influencia de un campo magnético alternativo. El conjunto de susceptor comprende un primer susceptor y un segundo susceptor. El primer susceptor comprende un primer material de susceptor que tiene un coeficiente de temperatura positiva de resistencia. El segundo susceptor comprende un segundo material de susceptor ferromagnético o ferrimagnético que tiene un coeficiente de temperatura negativa de resistencia.

De conformidad con la invención, se ha reconocido que un conjunto de susceptor, que comprende dos materiales susceptores que tienen coeficientes de temperatura opuestos de resistencia, tiene un perfil de resistencia de sobrecalentamiento que incluye un valor mínimo de resistencia alrededor de una temperatura de Curie del segundo material de susceptor, por ejemplo ±5 grados centígrados alrededor de una temperatura de Curie del segundo material de susceptor. Preferentemente, este valor mínimo es un mínimo global del perfil de resistencia de sobrecalentamiento. El mínimo es causado por el comportamiento de temperatura opuesta de la resistencia eléctrica respectiva del primer y segundo material de susceptor y las propiedades magnéticas del segundo material de susceptor. Al iniciar el calentamiento del conjunto de susceptor a partir de la temperatura ambiente, la resistencia del primer material de susceptor aumenta mientras que la resistencia del segundo material de susceptor disminuye con el aumento de la temperatura. La resistencia aparente general del conjunto de susceptor - como "visto" por una fuente de inducción usada para calentar inductivamente el conjunto de susceptor - se da por una combinación de la resistencia respectiva del primer y segundo material de susceptor. Al alcanzar la temperatura de Curie del segundo material de susceptor desde abajo, la disminución de la resistencia del segundo material de susceptor típicamente domina el aumento de la resistencia del primer material de susceptor. En consecuencia, la resistencia aparente general del conjunto de susceptor disminuye en un intervalo de temperatura por debajo, en particular cerca por debajo de la temperatura de Curie del segundo material de susceptor. A la temperatura de Curie, el segundo material de susceptor pierde sus propiedades magnéticas. Esto provoca un aumento de la capa de piel disponible para corrientes parásitas en el segundo material de susceptor, acompañado de una caída repentina de su resistencia. Por lo tanto, cuando aumenta aún más la temperatura de la unidad susceptora más allá de la temperatura de Curie del segundo material de susceptor, la contribución de la resistencia del segundo material de susceptor a la resistencia aparente general de la unidad susceptora se vuelve menos o incluso insignificante. Consecuentemente, después de haber pasado un valor mínimo alrededor de la temperatura de Curie del segundo material de susceptor, la resistencia aparente general del conjunto de susceptor se da principalmente por la resistencia creciente del primer material de susceptor. Es decir, la resistencia aparente general del conjunto de susceptor aumenta nuevamente. Ventajosamente, la disminución y el aumento posterior en el perfil de resistencia de sobrecalentamiento alrededor del valor mínimo a aproximadamente la temperatura de Curie del segundo material de susceptor es suficientemente distinguible del cambio temporal de la resistencia aparente general durante la bocanada de un usuario. Como resultado, el valor mínimo de resistencia alrededor de la temperatura de Curie del segundo material de susceptor puede usarse de manera confiable como marcador de temperatura para controlar la temperatura de calentamiento del sustrato formador de aerosol, sin el riesgo de ser malinterpretado como una bocanada del usuario. En consecuencia, el sustrato formador de aerosol puede evitarse efectivamente del sobrecalentamiento no deseado.

Preferentemente, el segundo material de susceptor se elige de manera que tiene una temperatura de Curie por debajo de 350 grados centígrados, en particular por debajo de 300 grados centígrados, preferentemente por debajo de 250 grados centígrados, con la máxima preferencia por debajo de 200 grados centígrados. Estos valores están muy por debajo de las temperaturas de operación típicas usadas para calentar el sustrato formador de aerosol dentro del artículo generador de aerosol. Por lo tanto, la identificación adecuada del marcador de temperatura se mejora aún más debido a un espacio de temperatura suficientemente grande entre el mínimo del perfil de resistencia de sobrecalentamiento a aproximadamente la temperatura de Curie del segundo material de susceptor y la temperatura de operación donde típicamente ocurre aproximadamente el cambio de la resistencia aparente general durante la bocanada de un usuario.

Las temperaturas de operación usadas para calentar el sustrato formador de aerosol pueden ser al menos 300 grados centígrados, en particular al menos 350 grados centígrados, preferentemente al menos 370 grados centígrados, con la máxima preferencia de al menos 400 grados centígrados. Estas temperaturas son temperaturas de operación típicas para calentar, pero no quemar el sustrato formador de aerosol.

En consecuencia, el segundo material de susceptor preferentemente tiene una temperatura de Curie al menos 20 grados centígrados por debajo de la temperatura de operación de la unidad de calentamiento, en particular al menos 50 grados centígrados, con la máxima preferencia al menos 100 grados centígrados, preferentemente al menos 150 grados centígrados, con la máxima preferencia al menos 200 grados centígrados por debajo de la temperatura de operación.

Como se usa en la presente descripción, el término "susceptor" se refiere a un elemento que es capaz de convertir la energía electromagnética en calor cuando se somete a un campo electromagnético alterno. Esto puede ser el resultado de pérdidas por histéresis y/o corrientes parásitas inducidas en el susceptor, en dependencia de las propiedades eléctricas y magnéticas del material del susceptor. Las pérdidas de histéresis ocurren en susceptores ferromagnéticos o ferrimagnéticos debido a dominios magnéticos dentro del material que se conmutan bajo la influencia de un campo electromagnético alterno. Pueden inducirse corrientes parásitas si el susceptor es conductor de electricidad. En el caso de un susceptor ferromagnético o ferrimagnético eléctricamente conductor, se puede generar calor debido tanto a las corrientes parásitas como a las pérdidas por histéresis.

De conformidad con la invención, el segundo material de susceptor es al menos ferrimagnético o ferromagnético que tiene una temperatura de Curie específica. La temperatura de Curie es la temperatura por encima de la cual un material ferrimagnético o ferromagnético pierde su ferrimagnetismo o ferromagnetismo, respectivamente, y se vuelve paramagnético. Además de ser ferrimagnético o ferromagnético, el segundo material de susceptor también puede ser conductor eléctrico.

Preferentemente, el segundo material de susceptor puede comprender uno de mu-metal o permalloy. El mu-metal es una aleación ferromagnética suave de hierro y níquel. La aleación perimetral es una aleación magnética de níquelhierro, por ejemplo, con aproximadamente un 80 % de níquel y un 20 % de contenido de hierro.

Mientras que el segundo susceptor se configura principalmente para monitorear una temperatura del conjunto de susceptor, el primer susceptor se configura preferentemente para calentar el sustrato formador de aerosol. Para ello, el primer susceptor puede optimizarse con respecto a la pérdida de calor y, por tanto, a la eficiencia de calentamiento. En consecuencia, el primer material de susceptor puede ser conductor eléctrico y/o uno de paramagnético, ferromagnético o ferrimagnético. En caso de que el primer material de susceptor sea ferromagnético o ferrimagnético, la temperatura de Curie correspondiente del primer material de susceptor preferentemente es distinta de la temperatura de Curie del segundo susceptor, en particular más alta que cualquier temperatura de operación típica mencionada anteriormente usada para calentar el sustrato formador de aerosol. Por ejemplo, el primer material de susceptor puede tener una temperatura de Curie de al menos 400 grados centígrados, en particular de al menos 500 grados centígrados, preferentemente de al menos 600 grados centígrados.

Por ejemplo, el primer material de susceptor puede comprender uno de aluminio, oro, hierro, níquel, cobre, bronce, cobalto, carbono conductor, grafito, acero al carbono no aleado, acero inoxidable, acero inoxidable ferrítico o acero inoxidable austenítico.

Preferentemente, el primer susceptor y el segundo susceptor están en contacto físico íntimo entre sí. En particular, el primer y segundo susceptor pueden formar un conjunto de susceptor unitario. Por tanto, cuando se calientan, el primer y el segundo susceptor tienen esencialmente la misma temperatura. Debido a esto, el control de la temperatura del primer susceptor por parte del segundo susceptor es muy preciso. El contacto íntimo entre el primer susceptor y el segundo susceptor se puede lograr por cualquier medio adecuado. Por ejemplo, el segundo susceptor se puede chapar, depositar, recubrir, revestir o soldar sobre el primer susceptor. Los métodos preferidos incluyen galvanoplastia (chapado galvánico), revestimiento, recubrimiento por inmersión o recubrimiento por rodillo.

El conjunto de susceptor de conformidad con la presente invención está configurado preferentemente para ser accionado por un campo electromagnético alterno, en particular de alta frecuencia. Como se menciona en la presente descripción, el campo electromagnético de alta frecuencia puede estar en el intervalo de 500 kHz (kilohercios) a 30 MHz (megahercios), en particular entre 5 MHz (megahercios) a 15 MHz (megahercios), preferentemente entre 5 MHz (megahercios) y 10 MHz (megahercios).

Para optimizar la transferencia de calor desde el conjunto de susceptor al sustrato formador de aerosol, al menos uno del primer susceptor y el segundo susceptor o todo el conjunto de susceptor puede estar al menos en proximidad térmica con, preferentemente en contacto térmico o incluso en contacto físico directo con el sustrato formador de aerosol a calentar. En particular, al menos uno del primer susceptor y el segundo susceptor, o todo el conjunto de susceptor se dispone en el sustrato formador de aerosol. Preferentemente, al menos el primer susceptor está dispuesto en el sustrato formador de aerosol.

Cada uno del primer susceptor y el segundo susceptor, o el conjunto de susceptor, puede comprender una variedad de configuraciones geométricas. Al menos uno del primer susceptor, el segundo susceptor o el conjunto de susceptor puede ser uno de un susceptor en forma de partículas, o un filamento de susceptor, o una malla de susceptor, o una mecha de susceptor, o un pasador de susceptor, o una barra de susceptor, o una lámina de susceptor, o una tira de susceptor, o un manguito de susceptor, o un susceptor, o un susceptor.

Como ejemplo, al menos uno del primer susceptor, el segundo susceptor o el conjunto de susceptor pueden estar en forma de partículas. Las partículas pueden tener un diámetro esférico equivalente de 10 micrómetros a 100 micrómetros. Las partículas se pueden distribuir por todo el sustrato formador de aerosol, de manera homogénea o con picos de concentración local o de conformidad con un gradiente de concentración.

Como otro ejemplo, al menos uno del primer susceptor, el segundo susceptor o el conjunto de susceptor puede ser un susceptor de filamento o un susceptor de malla o un susceptor de mecha. Tales susceptores pueden tener ventajas con respecto a su fabricación, su regularidad geométrica y reproducibilidad, así como también su función de absorción. La regularidad geométrica y la reproducibilidad pueden resultar ventajosas en el control de la temperatura y en el calentamiento local controlado. Una función de absorción puede resultar ventajosa para su uso con sustrato líquido formador de aerosol. Con respecto a un sustrato líquido formador de aerosol, el artículo generador de aerosol puede comprender un depósito o puede ser un cartucho para almacenar un sustrato líquido formador de aerosol o lleno con un sustrato líquido formador de aerosol. En particular, el artículo generador de aerosol puede comprender un sustrato líquido formador de aerosol y un susceptor de filamento o susceptor de malla o susceptor de mecha que está al menos parcialmente en contacto con el sustrato líquido formador de aerosol.

Como aún otro ejemplo, al menos uno del primer susceptor, el segundo susceptor o el conjunto de susceptor puede ser una lámina de susceptor o una barra de susceptor o un pasador de susceptor. Preferentemente, el primer susceptor y el segundo susceptor juntos forman una lámina de susceptor o una barra de susceptor o un pasador de susceptor. Por ejemplo, uno del primer o el segundo susceptor puede formar un núcleo o capa interna de una lámina de susceptor o una barra de susceptor o un pasador susceptor, mientras que el otro respectivo del primer o segundo susceptor puede formar una cubierta de sobre de la lámina de susceptor o barra de susceptor o pasador susceptor. La lámina de susceptor o barra de susceptor o pasador de susceptor puede disponerse dentro del sustrato formador de aerosol. Un extremo de la lámina de susceptor o barra de susceptor o pasador susceptor puede ahusarse o apuntar de manera que facilite la inserción de la lámina de susceptor o barra de susceptor o pasador susceptor en el sustrato formador de aerosol del artículo. La lámina de susceptor o barra de susceptor o pasador de susceptor puede tener una longitud en un intervalo de 8 mm (milímetro) a 16 mm (milímetro), en particular, 10 mm (milímetro) a 14 mm (milímetro), preferentemente 12 mm (milímetro). En el caso de la lámina de susceptor, el primer susceptor y/o segundo susceptor, en particular el conjunto de susceptor puede tener un ancho, por ejemplo, en un intervalo de 2 mm (milímetro) a 6 mm (milímetro), en particular, 4 mm (milímetro) a 5 mm (milímetro). Del mismo modo, un grosor de un primer susceptor en forma de lámina y/o segundo susceptor, en particular de un conjunto de susceptor en forma de lámina, está preferentemente en un intervalo de 0,03 mm (milímetro) a 0,15 mm (milímetro), con mayor preferencia 0,05 mm (milímetro) a 0,09 mm (milímetro).

Al menos uno del primer susceptor, el segundo susceptor o el conjunto de susceptor puede ser un susceptor cilíndrico o un manguito de susceptor o una copa de susceptor. El susceptor cilíndrico o el manguito del susceptor o la tapa del susceptor pueden rodear al menos una porción del sustrato formador de aerosol que se va a calentar, lo que permite realizar un horno de calentamiento o una cámara de calentamiento. En particular, el susceptor cilíndrico o el casquillo del susceptor o la copa del susceptor pueden formar al menos una porción de una cubierta, envoltura, cubierta o alojamiento de un artículo generador de aerosol.

La unidad de susceptor puede ser un conjunto de susceptor de múltiples capas. En cuanto a esto, el primer susceptor y el segundo susceptor pueden formar capas, en particular capas adyacentes de un conjunto de susceptor de múltiples capas.

En el conjunto de susceptor de múltiples capas, el primer susceptor y el segundo susceptor pueden estar en contacto físico íntimo entre sí. Debido a esto, el control de temperatura del primer susceptor por el segundo susceptor es suficientemente preciso ya que el primer y segundo susceptor tienen esencialmente la misma temperatura.

El segundo susceptor se puede chapar, depositar, recubrir, revestir o soldar sobre el primer susceptor. Preferentemente, el segundo susceptor se aplica sobre el primer susceptor mediante pulverización, recubrimiento por inmersión, recubrimiento por rodillo, galvanoplastia o recubrimiento.

Se prefiere que el segundo susceptor esté presente como una capa densa. Una capa densa tiene una permeabilidad magnética mayor que una capa porosa, por lo que es más fácil detectar cambios muy pequeños a la temperatura de Curie.

Las capas individuales del conjunto de susceptor de múltiples capas pueden estar desnudas o expuestas al medio ambiente en una superficie externa circunferencial del conjunto de susceptor de múltiples capas visto en cualquier dirección paralela y/o transversal a las capas. Alternativamente, el conjunto de susceptor de múltiples capas puede recubrirse con un recubrimiento protector.

La unidad de susceptor de múltiples capas puede usarse para realizar diferentes configuraciones geométricas del conjunto de susceptor.

Por ejemplo, el conjunto de susceptor de múltiples capas puede ser una tira de susceptor o lámina de susceptor alargada que tiene una longitud en un intervalo de 8 mm (milímetro) a 16 mm (milímetro), en particular, 10 mm (milímetro) a 14 mm (milímetro), preferentemente 12 mm (milímetro). Un ancho del conjunto de susceptor puede ser, por ejemplo, en un intervalo de 2 mm (milímetro) a 6 mm (milímetro), en particular, 4 mm (milímetro) a 5 mm (milímetro). Un grosor del conjunto de susceptor preferentemente está en un intervalo de 0,03 mm (milímetro) a 0,15 mm (milímetro), con mayor preferencia 0,05 mm (milímetro) a 0,09 mm (milímetro). La lámina del susceptor de múltiples capas puede tener un extremo cónico libre.

Como ejemplo, el conjunto de susceptor de múltiples capas puede ser una tira alargada, que tiene un primer susceptor que es una tira de acero inoxidable de grado 430 que tiene una longitud de 12 mm (milímetro), un ancho de entre 4 mm (milímetro) y 5 mm (milímetro), por ejemplo 4 mm (milímetro), y un grosor de aproximadamente 50 |jm (micrómetro). El acero inoxidable de grado 430 se puede recubrir con una capa de mu-metal o permalloy como segundo susceptor con un grosor de entre 5 jm (micrómetro) y 30 jm (micrómetro), por ejemplo, 10 jm (micrómetro).

El término "grosor" se usa en la presente descripción para referirse a las dimensiones que se extienden entre el lado superior y el inferior, por ejemplo, entre un lado superior y un lado inferior de una capa o un lado superior y un lado inferior del conjunto de susceptor de múltiples capas. El término "ancho" se usa en la presente descripción para referirse a las dimensiones que se extienden entre dos lados laterales opuestos. El término "longitud" se utiliza en la presente descripción para referirse a las dimensiones que se extienden entre el frente y la parte posterior o entre otros dos lados opuestos ortogonales a los dos lados laterales opuestos que forman el ancho. El grosor, la anchura y la longitud pueden ser ortogonales entre sí.

Del mismo modo, el conjunto de susceptor de múltiples capas puede ser una barra de susceptor de múltiples capas o un pasador de susceptor de múltiples capas, en particular como se describió anteriormente. En esta configuración, uno del primer o segundo susceptor puede formar una capa central que rodea una capa circundante formada por la otra respectiva del primer o segundo susceptor. Preferentemente, es el primer susceptor el que forma una capa circundante en caso de que el primer susceptor esté optimizado para el calentamiento del sustrato. Por lo tanto, se mejora la transferencia de calor al sustrato formador de aerosol circundante.

Alternativamente, el conjunto de susceptor de múltiples capas puede ser un casquillo de susceptor de múltiples capas o una copa de susceptor de múltiples capas o un susceptor de múltiples capas cilíndrico, en particular como se describió anteriormente. Uno del primer o segundo susceptor puede formar una pared interna del manguito del susceptor de múltiples capas o la copa del susceptor de múltiples capas o el susceptor cilíndrico de múltiples capas. El otro respectivo del primer o segundo susceptor puede formar una pared externa del casquillo del susceptor de múltiples capas o la tapa del susceptor de múltiples capas o el susceptor cilíndrico de múltiples capas. Preferentemente, es el primer susceptor el que forma una pared interna, en particular en caso de que el primer susceptor esté optimizado para el calentamiento del sustrato. Como se describió anteriormente, el casquillo del susceptor de múltiples capas o la copa del susceptor de múltiples capas o el susceptor de múltiples capas cilíndrico pueden rodear al menos una porción del sustrato formador de aerosol para calentarse, en particular puede formar al menos una porción de una cubierta, envoltura, cubierta o alojamiento del artículo generador de aerosol.

Puede ser conveniente, por ejemplo, con fines de fabricación del artículo generador de aerosol, que el primer y el segundo susceptor tengan configuraciones geométricas similares, tal como se describió anteriormente.

Alternativamente, el primer susceptor y el segundo susceptor pueden tener configuraciones geométricas diferentes. Por tanto, el primer y segundo susceptores pueden adaptarse a su función específica. El primer susceptor, que tiene preferentemente una función de calentamiento, puede tener una configuración geométrica que presente una gran área superficial al sustrato formador de aerosol con el fin de mejorar la transferencia de calor. Por el contrario, el segundo susceptor, que tiene preferentemente una función de control de la temperatura, no necesita tener un área superficial muy grande. Si el primer material de susceptor está optimizado para el calentamiento del sustrato, puede preferirse que no haya un volumen mayor del segundo material de susceptor que el necesario para proporcionar un punto de Curie detectable.

De conformidad con este aspecto, el segundo susceptor puede comprender uno o más segundos elementos susceptores. Preferentemente, el uno o más segundos elementos susceptores son significativamente más pequeños que el primer susceptor, es decir, tienen un volumen menor que un volumen del primer susceptor. Cada uno de los uno o más elementos del segundo susceptor puede estar en contacto físico íntimo con el primer susceptor. Debido a esto, el primer y segundo susceptor tienen esencialmente la misma temperatura, lo que mejora la precisión del control de temperatura del primer susceptor a través del segundo susceptor que sirve como marcador de temperatura.

Por ejemplo, el primer susceptor puede tener la forma de una lámina de susceptor o una tira de susceptor o un manguito de susceptor o una copa de susceptor, mientras que el segundo material de susceptor puede tener la forma de parches discretos que se chapan, depositan o sueldan sobre el primer material de susceptor.

De conformidad con otro ejemplo, el primer susceptor puede ser de un susceptor de tira o un susceptor de filamento o un susceptor de malla, mientras que el segundo susceptor es un susceptor en forma de partículas. Tanto el primer susceptor de tipo filamento o malla como el segundo susceptor de partículas pueden estar, por ejemplo, incorporados en un artículo generador de aerosol en contacto físico directo con el sustrato formador de aerosol a calentar. En esta configuración específica, el primer susceptor puede extenderse dentro del sustrato formador de aerosol a través de un centro del artículo generador de aerosol, mientras que el segundo susceptor puede distribuirse de manera homogénea por todo el sustrato formador de aerosol.

El primero y el segundo susceptor no necesitan estar en contacto físico íntimo entre sí. El primer susceptor puede ser una lámina o tira de susceptor que realiza una lámina o tira de calentamiento que se dispone en el sustrato formador de aerosol para calentarse. Del mismo modo, el primer susceptor puede ser un manguito de susceptor o una copa de susceptor que realiza un horno de calentamiento o una cámara de calentamiento. En cualquiera de estas configuraciones, el segundo susceptor puede localizarse en un lugar diferente dentro del artículo generador de aerosol, separado de, pero aún en proximidad térmica al primer susceptor y al sustrato formador de aerosol.

El primer y segundo susceptor pueden formar diferentes partes del conjunto de susceptor. Por ejemplo, el primer susceptor puede formar una porción de pared lateral o porción de manguito de un conjunto de susceptor en forma de copa, mientras que la segunda unidad de susceptor forma una porción inferior del conjunto de susceptor en forma de copa.

Una porción de al menos uno del primer susceptor y el segundo susceptor puede comprender una cubierta protectora. Del mismo modo, al menos una porción del conjunto de susceptor puede comprender una cubierta protectora. La cubierta protectora puede formarse por un vidrio, una cerámica o un metal inerte, formado o recubierto sobre al menos una porción del primer susceptor y/o el segundo susceptor, o el conjunto de susceptor, respectivamente. Ventajosamente, la cubierta protectora puede configurarse para al menos uno de: evitar que el sustrato formador de aerosol se pegue a la superficie del conjunto de susceptor, para evitar la difusión de material, por ejemplo, la difusión de metal, desde los materiales susceptores hacia el sustrato formador de aerosol, para mejorar la rigidez mecánica del conjunto de susceptor. Preferentemente, la cubierta protectora es eléctricamente no conductora.

Como se usa en la presente descripción, el término "sustrato formador de aerosol" indica un sustrato formado a partir de un material formador de aerosol o que comprende un material formador de aerosol que es capaz de liberar compuestos volátiles al calentarse para generar un aerosol. El sustrato formador de aerosol está destinado a calentarse en lugar de quemarse para liberar los compuestos volátiles formadores de aerosol. El sustrato formador de aerosol puede ser un sustrato sólido o líquido formador de aerosol. En ambos casos, el sustrato formador de aerosol puede comprender componentes tanto sólidos como líquidos. El sustrato formador de aerosol puede comprender un material que contiene tabaco que contiene compuestos volátiles con sabor a tabaco, que se liberan del sustrato al calentarse. Alternativa o adicionalmente, el sustrato formador de aerosol puede comprender un material que no es de tabaco. El sustrato formador de aerosol puede comprender un formador de aerosol. Los ejemplos de formadores de aerosol adecuados son la glicerina y el propilenglicol. El sustrato formador de aerosol también puede comprender otros aditivos e ingredientes, tales como nicotina o aromatizantes. El sustrato formador de aerosol también puede ser un material pastoso, una bolsa de material poroso que comprende un sustrato formador de aerosol o, por ejemplo, tabaco suelto mezclado con un agente gelificante o un agente pegajoso, que podría incluir un formador de aerosol común como glicerina, y que se comprime o moldea en un tapón.

Como se usa en la presente descripción, el término "artículo generador de aerosol" se refiere a un artículo que comprende al menos un sustrato formador de aerosol que, cuando se calienta, libera compuestos volátiles que pueden formar un aerosol. Preferentemente, el artículo generador de aerosol es un artículo generador de aerosol calentado. Es decir, un artículo generador de aerosol preferentemente comprende al menos un sustrato formador de aerosol que está destinado a calentarse en lugar de quemarse para liberar compuestos volátiles que pueden formar un aerosol. El artículo generador de aerosol puede ser un consumible, en particular un consumible que se desecha después de un solo uso. El artículo generador de aerosol puede ser un artículo de tabaco. Por ejemplo, el artículo puede ser un cartucho que incluye un sustrato líquido o sólido formador de aerosol para calentarse. Alternativamente, el artículo puede ser un artículo en forma de barra, en particular un artículo de tabaco, que se parece a los cigarrillos convencionales e incluye un sustrato sólido formador de aerosol.

Preferentemente, el artículo generador de aerosol que se calienta inductivamente de conformidad con la presente invención tiene una sección transversal circular u elíptica u ovalada. Sin embargo, el artículo también puede tener una sección transversal cuadrada, rectangular, triangular o poligonal.

Además del sustrato formador de aerosol y el conjunto de susceptor, el artículo puede comprender además diferentes elementos.

En particular, el artículo puede comprender una boquilla. Como se usa en la presente descripción, el término "boquilla" significa una porción del artículo que se coloca en la boca de un usuario para inhalar directamente un aerosol del artículo. Preferentemente, la boquilla comprende un filtro.

En particular con respecto a un artículo generador de aerosol que tiene un artículo en forma de barra que se asemeja a los cigarrillos convencionales y/o que comprende un sustrato sólido formador de aerosol, el artículo puede comprender, además: un elemento de soporte que tiene un pasaje de aire central, un elemento de enfriamiento de aerosol, y un elemento de filtro. El elemento de filtro sirve preferentemente como una boquilla. En particular, el artículo puede comprender un elemento de sustrato que comprende el sustrato formador de aerosol y el conjunto de susceptor en contacto con el sustrato formador de aerosol. Cualquiera o cualquier combinación de estos elementos puede disponerse secuencialmente al segmento de barra formadora de aerosol. Preferentemente, el elemento de sustrato se dispone en un extremo distal del artículo. Del mismo modo, el elemento de filtro preferentemente se dispone en un extremo proximal del artículo. El elemento de soporte, el elemento de enfriamiento de aerosol y el elemento de filtro pueden tener la misma sección transversal externa que el segmento de la barra formadora de aerosol.

Además, el artículo puede comprender una cubierta o una envoltura que rodea al menos una porción del sustrato formador de aerosol. En particular, el artículo puede comprender una envoltura que rodea al menos una porción de los diferentes segmentos y elementos mencionados anteriormente tales como mantenerlos juntos y mantener la forma de sección transversal deseada del artículo.

La cubierta o envoltura puede comprender el conjunto de susceptor. Ventajosamente, esto permite un calentamiento homogéneo y simétrico del sustrato formador de aerosol rodeado por el conjunto de susceptor.

Preferentemente, la cubierta o envoltura forma al menos una porción de la superficie externa del artículo. La cubierta puede formar un cartucho que incluye un depósito que contiene el sustrato formador de aerosol, por ejemplo, un sustrato líquido formador de aerosol. La envoltura puede ser una envoltura de papel, en particular una envoltura de papel hecha de papel para cigarrillo. Alternativamente, la envoltura puede ser una lámina, por ejemplo, de plástico. La envoltura puede ser permeable a los fluidos tal como para permitir que el sustrato formador de aerosol vaporizado se libere del artículo, o para permitir que el aire se aspire hacia dentro del artículo a través de su circunferencia. Además, la envoltura puede comprender al menos una sustancia volátil para ser activada y liberada de la envoltura al calentarla. Por ejemplo, la envoltura puede estar impregnada con una sustancia saborizante volátil. La presente invención se refiere además a un sistema generador de aerosol que comprende un artículo generador de aerosol que se calienta inductivamente de conformidad con la invención y como se describe en la presente descripción. El sistema comprende además un dispositivo generador de aerosol de calentamiento inductivo para su uso con el artículo.

Como se usa en la presente descripción, el término "dispositivo generador de aerosol" se usa para describir un dispositivo operado eléctricamente que es capaz de interactuar con al menos un sustrato formador de aerosol, en particular con un sustrato formador de aerosol proporcionado dentro de un artículo generador de aerosol, como para generar un aerosol al calentar el sustrato. Preferentemente, el dispositivo generador de aerosol es un dispositivo para tomar una bocanada para generar un aerosol que es directamente inhalable por un usuario a fondo en la boca del usuario. En particular, el dispositivo generador de aerosol es un dispositivo generador de aerosol manual.

El dispositivo puede comprender una cavidad de recepción para recibir el artículo generador de aerosol al menos parcialmente en el mismo. La cavidad de recepción puede incorporarse en un alojamiento del dispositivo generador de aerosol.

El dispositivo puede comprender además una fuente de inducción que se configura para generar un campo electromagnético alterno, preferentemente un campo electromagnético de alta frecuencia. Como se menciona en la presente descripción, el campo electromagnético de alta frecuencia puede estar en el intervalo de 500 kHz (kilohercios) a 30 MHz (megahercios), en particular entre 5 MHz (megahercios) a 15 MHz (megahercios), preferentemente entre 5 MHz (megahercios) y 10 MHz (megahercios).

Para generar el campo electromagnético alterno, la fuente de inducción puede comprender al menos un inductor, preferentemente al menos una bobina de inducción. El al menos un inductor puede configurarse y disponerse de manera que genere un campo electromagnético alterno dentro de la cavidad de recepción para calentar inductivamente el conjunto de susceptor del artículo cuando el artículo se recibe en la cavidad de recepción.

La fuente de inducción puede comprender una sola bobina de inducción o una pluralidad de bobinas de inducción. El número de bobinas de inducción puede depender del número de susceptores y/o del tamaño y forma del conjunto de susceptores. La bobina de inducción o bobinas pueden tener una forma que coincida con la forma del primer y/o segundo susceptor o el conjunto de susceptor, respectivamente. Del mismo modo, la bobina de inducción o bobinas pueden tener una forma para conformarse a una forma de un alojamiento del dispositivo generador de aerosol. El inductor puede ser una bobina helicoidal o una bobina plana planar, en particular una bobina de panqueques o una bobina planar curva. El uso de una bobina espiral plana permite un diseño compacto que es robusto y económico de fabricar. El uso de una bobina de inducción helicoidal permite ventajosamente generar un campo electromagnético alterno homogéneo. Como se usa en la presente descripción, una “bobina espiral plana” significa una bobina que generalmente es una bobina plana, en donde el eje de enrollamiento de la bobina es normal a la superficie en la que se encuentra la bobina. La inducción en espiral plana puede tener cualquier forma deseada dentro del plano de la bobina. Por ejemplo, la bobina espiral plana puede tener una forma circular o puede tener una forma generalmente oblonga o rectangular. Sin embargo, el término "bobina espiral plana", como se usa en la presente descripción, cubre tanto las bobinas que son planas como las bobinas en espiral planas que tienen una forma para adaptarse a una superficie curva. Por ejemplo, la bobina de inducción puede ser una bobina planar "curvada" dispuesta en la circunferencia de un soporte de bobina preferentemente cilíndrico, por ejemplo, el núcleo de ferrita. Además, la bobina espiral plana puede comprender, por ejemplo, dos capas de una bobina espiral plana de cuatro vueltas o una sola capa de una bobina espiral plana de cuatro vueltas.

La primera y/o segunda bobina de inducción puede mantenerse dentro de un alojamiento o un cuerpo principal del dispositivo generador de aerosol La primera y/o segunda bobina de inducción puede enrollarse alrededor de un soporte de bobina preferentemente cilíndrico, por ejemplo, un núcleo de ferrita.

La fuente de inducción puede comprender un generador de corriente alterna (CA). El generador de CA puede alimentarse mediante un suministro de energía del dispositivo generador de aerosol. El generador de CA está acoplado operativamente a al menos un inductor. En particular, el al menos un inductor puede ser parte integral del generador de CA. El generador de CA se configura para generar una corriente oscilante de alta frecuencia que se pasa a través del inductor para generar un campo electromagnético alterno. La corriente CA se puede suministrar al inductor continuamente después de la activación del sistema o se puede suministrar de forma intermitente, tal como bocanada a bocanada.

Preferentemente, la fuente de inducción comprende un conversor de CC/CA conectado al suministro de energía de CC que incluye una red LC, en donde la red LC comprende una conexión en serie de un condensador y el inductor.

El dispositivo generador de aerosol puede comprender un controlador general para controlar el funcionamiento del dispositivo.

El controlador puede configurarse para controlar el funcionamiento de la fuente de inducción, en particular en una configuración de lazo cerrado, para controlar el calentamiento del sustrato formador de aerosol a una temperatura de operación. Las temperaturas de operación usadas para calentar el sustrato formador de aerosol pueden ser al menos 300 grados centígrados, en particular al menos 350 grados centígrados, preferentemente al menos 370 grados centígrados, con la máxima preferencia de al menos 400 grados centígrados. Estas temperaturas son temperaturas de operación típicas para calentar, pero no quemar el sustrato formador de aerosol.

El controlador puede comprender un microprocesador, por ejemplo, un microprocesador programable, un microcontrolador o un chip integrado de aplicación específica (ASIC) u otro circuito electrónico capaz de proporcionar control. El controlador puede comprender componentes electrónicos adicionales, tales como al menos un inversor de CC/CA y/o amplificadores de potencia, por ejemplo, un amplificador de potencia de Clase D o Clase E. En particular, la fuente de inducción puede ser parte del controlador.

Como se describió anteriormente, el dispositivo generador de aerosol puede configurarse para calentar el sustrato formador de aerosol a una temperatura de operación predeterminada. Preferentemente, el segundo material de susceptor tiene una temperatura de Curie de al menos 20 grados centígrados, en particular al menos 50 grados centígrados, con la máxima preferencia al menos 100 grados centígrados, preferentemente al menos 150 grados centígrados, con la máxima preferencia al menos 200 grados centígrados por debajo de la temperatura de operación. Ventajosamente, esto asegura que el espacio de temperatura entre el marcador de temperatura alrededor de la temperatura de Curie del segundo material de susceptor y la temperatura de operación sea suficientemente grande.

El controlador puede configurarse para determinar durante el precalentamiento del conjunto de susceptor -comenzando a temperatura ambiente hacia la temperatura de operación - un valor mínimo de una resistencia aparente que ocurre en un intervalo de temperatura de ±5 grados centígrados alrededor de la temperatura de Curie del segundo material de susceptor. Ventajosamente, esto permite identificar correctamente el marcador de temperatura sobre la temperatura de Curie del segundo material de susceptor. Para esto, el controlador puede configurarse en general para determinar a partir de un voltaje de suministro, en particular un voltaje de suministro de CC, y formar una corriente de suministro, en particular una corriente de suministro de CC, extraída de un suministro de energía una resistencia aparente real del conjunto de susceptor que a su vez es indicativa de la temperatura real del conjunto de susceptor.

Además, el controlador puede configurarse para controlar el funcionamiento de la fuente de inducción en una configuración de lazo cerrado de manera que la resistencia aparente real corresponde al valor mínimo determinado de la resistencia aparente más un valor de desplazamiento predeterminado de la resistencia aparente para controlar el calentamiento del sustrato formador de aerosol a la temperatura de operación. Con respecto a este aspecto, el control del calentamiento templado preferentemente se basa en los principios de bloqueo de desplazamiento o control de desplazamiento mediante el uso de un valor de desplazamiento predeterminado de la resistencia aparente para salvar el espacio entre la resistencia aparente medida a la temperatura del marcador y la resistencia aparente a la temperatura de operación. Ventajosamente, esto permite evitar el control directo de la temperatura de calentamiento en base a un valor objetivo predeterminado de la resistencia aparente a la temperatura de operación, y, por lo tanto, para evitar una interpretación errónea de la característica de resistencia medida. Además, el control de compensación de la temperatura de calentamiento es más estable y confiable que un control de temperatura que se basa en valores absolutos medidos de la resistencia aparente a la temperatura de operación deseada. Esto se debe al hecho de que un valor absoluto medido de la resistencia aparente como se determina a partir de un voltaje de alimentación y una corriente de alimentación depende de varios factores, tales como por ejemplo la resistencia de los circuitos eléctricos de la fuente de inducción y varias resistencias de contacto. Tales factores son propensos a los efectos ambientales y pueden variar con el tiempo y/o entre diferentes fuentes de inducción y conjuntos de susceptores del mismo tipo, condicionalmente en la fabricación. Ventajosamente, tales efectos se cancelan esencialmente por el valor de la diferencia entre dos valores absolutos medidos de la resistencia aparente. En consecuencia, el uso de un valor de compensación de la resistencia aparente para controlar la temperatura es menos propenso a tales efectos adversos y variaciones.

El valor de compensación de la resistencia aparente para controlar la temperatura de calentamiento del sustrato formador de aerosol a la temperatura de operación puede estar predeterminado por medio de una medición de calibración, por ejemplo, durante la fabricación del dispositivo.

Preferentemente, el valor mínimo a aproximadamente la temperatura de Curie del segundo material de susceptor es un mínimo global del perfil de resistencia de sobrecalentamiento.

Como se usa en la presente descripción, el término "comenzando a partir de la temperatura ambiente" significa preferentemente que el valor mínimo a aproximadamente la temperatura de Curie del segundo material de susceptor ocurre en el perfil de resistencia de sobrecalentamiento durante el precalentamiento, es decir, un calentamiento del conjunto de susceptor desde la temperatura ambiente hacia una temperatura de operación a la que se debe calentar el sustrato formador de aerosol.

Como se usa en la presente descripción, la temperatura ambiente puede corresponder a una temperatura en un intervalo entre 18 grados centígrados y 25 grados centígrados, en particular a una temperatura de 20 grados centígrados.

El controlador y al menos una porción de la fuente de inducción, en particular la fuente de inducción separada del inductor, pueden disponerse en una placa de circuito impreso común. Esto resulta particularmente ventajoso con respecto a un diseño compacto.

Para determinar una resistencia aparente real del conjunto de susceptor que es indicativa de la temperatura real del conjunto de susceptor el controlador de la unidad de calentamiento puede comprender al menos uno de un sensor de voltaje, en particular, un sensor de voltaje de CC para medir un voltaje de alimentación, en particular, un voltaje de suministro de CC extraído del suministro de energía, o un sensor de corriente, en particular un sensor de corriente de CC para medir una corriente de alimentación, en particular, una corriente de suministro de CC extraída del suministro de energía.

Como se mencionó anteriormente, el dispositivo generador de aerosol puede comprender un suministro de energía, en particular un suministro de energía de CC configurado para proporcionar un voltaje de suministro de CC y una corriente de suministro de CC a la fuente de inducción. Preferentemente, el suministro de energía es una batería tal como una batería de fosfato de hierro de litio. Como una alternativa, el suministro de energía puede ser otra forma de dispositivo de almacenamiento de carga tal como un condensador. La fuente de alimentación puede requerir recarga, es decir, el suministro de energía puede ser recargable. El suministro de energía puede tener una capacidad que permita el almacenamiento de suficiente energía para una o más experiencias de usuario. Por ejemplo, el suministro de energía puede tener capacidad suficiente para permitir la generación continua de aerosol durante un período de alrededor de seis minutos o un período que es un 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 de la fuente de inducción.

El dispositivo generador de aerosol puede comprender un cuerpo principal que preferentemente incluye al menos una de la fuente de inducción, el inductor, el controlador, el suministro de energía y al menos una porción de la cavidad de recepción.

Además del cuerpo principal, el dispositivo generador de aerosol puede comprender además una boquilla, en particular en el caso de que el artículo generador de aerosol que se usa con el dispositivo no comprende una boquilla. La boquilla puede montarse en el cuerpo principal del dispositivo. La boquilla puede configurarse para cerrar la cavidad de recepción al montar la boquilla al cuerpo principal. Para acoplar la boquilla al cuerpo principal, una porción de extremo proximal del cuerpo principal puede comprender un montaje magnético o mecánico, por ejemplo, un montaje de bayoneta o un montaje de ajuste a presión, que se acopla con una contraparte correspondiente en una porción de extremo distal de la boquilla. En caso de que el dispositivo no comprenda una boquilla, un artículo generador de aerosol que se usa con el dispositivo generador de aerosol puede comprender una boquilla, por ejemplo, un tapón de filtro.

El dispositivo generador de aerosol puede comprender al menos una salida de aire, por ejemplo, una salida de aire en la boquilla (si está presente).

Preferentemente, el dispositivo generador de aerosol comprende una trayectoria de aire que se extiende desde la al menos una entrada de aire a través de la cavidad de recepción, y posiblemente además a una salida de aire en la boquilla, si está presente. Preferentemente, el dispositivo generador de aerosol comprende al menos una entrada de aire en comunicación continua con la cavidad receptora. En consecuencia, el sistema generador de aerosol puede comprender una trayectoria de aire que se extiende desde la al menos una entrada de aire hacia la cavidad de recepción, y posiblemente además a través del sustrato formador de aerosol dentro del artículo y una boquilla hacia la boca de un usuario.

El dispositivo generador de aerosol puede ser, por ejemplo, un dispositivo como se describe en el documento WO 2015/177256A1.

Otras características y ventajas del dispositivo generador de aerosol de conformidad con la presente invención se han descrito con respecto al artículo generador de aerosol y no se repetirán.

La invención se describirá ahora adicionalmente, a manera de ejemplo solamente, con referencia a los dibujos adjuntos, en los cuales:

La Figura 1 es una ilustración esquemática de un artículo generador de aerosol que se calienta inductivamente de conformidad con una primera modalidad ilustrativa de la presente invención que comprende un conjunto de susceptor;

La Figura 2 es una ilustración esquemática de una modalidad ilustrativa de un sistema generador de aerosol que comprende un dispositivo generador de aerosol y el artículo generador de aerosol de conformidad con la Figura 1;

La Figura 3 es una vista en perspectiva del conjunto de susceptor incluida en el artículo generador de aerosol de conformidad con la Figura 1;

La Figura 4 es un diagrama que ilustra esquemáticamente el perfil de resistencia de sobrecalentamiento de un conjunto de susceptor de conformidad con la presente invención;

La Figura 5 es una vista en perspectiva de una modalidad alternativa de un conjunto de susceptor de conformidad con la invención para su uso con el artículo de conformidad con la Figura 1 y la Figura 2;

La Figura 6 es una vista en perspectiva de otra modalidad alternativa de un conjunto de susceptor para su uso con el artículo de conformidad con la Figura 1 y la Figura 2;

La Figura 7 es una vista en perspectiva de otra modalidad alternativa de un conjunto de susceptor para usar con el artículo de conformidad con la Figura 1 y la Figura 2;

La Figura 8 es una ilustración esquemática de un artículo generador de aerosol que se calienta inductivamente de conformidad con una segunda modalidad ilustrativa de la presente invención que comprende un conjunto de susceptor;

La Figura 9 es una ilustración esquemática de un artículo generador de aerosol que se calienta inductivamente de conformidad con una tercera modalidad ilustrativa de la presente invención que comprende un conjunto de susceptor; y

La Figura 10 es una ilustración esquemática de un artículo generador de aerosol que se calienta inductivamente de conformidad con una cuarta modalidad ilustrativa de la presente invención que comprende un conjunto de susceptor.

La Figura 1 ilustra esquemáticamente una primera modalidad ilustrativa de un artículo generador de aerosol 100 que se puede calentar por inducción de conformidad con la presente invención. El artículo generador de aerosol 100 tiene esencialmente una forma de barra y comprende cuatro elementos dispuestos secuencialmente en alineación coaxial: un segmento de barra formadora de aerosol 110 que comprende un conjunto de susceptor 120 y un sustrato formador de aerosol 130, un elemento de soporte 140 que tiene un pasaje de aire central 141, un elemento de enfriamiento de aerosol 150, y un elemento de filtro 160 que sirve como una boquilla. El segmento de barra formador de aerosol 110 se dispone en un extremo distal 102 del artículo 100, mientras que el elemento de filtro 160 se dispone en un extremo distal 103 del artículo 100. Cada uno de estos cuatro elementos es un elemento esencialmente cilíndrico, todos ellos tienen sustancialmente el mismo diámetro. Además, los cuatro elementos se circunscriben por una envoltura externa 170 tal como para mantener los cuatro elementos juntos y para mantener la forma de sección transversal circular deseada del artículo tipo barra 100. La envoltura 170 se hace preferentemente de papel. En el documento WO 2015/176898 A1 se describen detalles adicionales del artículo, en particular de los cuatro elementos, aparte de los detalles específicos del conjunto de susceptor 120 dentro del segmento de barra 110.

Como se ilustra en la Figura 2, el artículo generador de aerosol 100 se configura para su uso con un dispositivo generador de aerosol de calentamiento inductivo 10. Juntos, el dispositivo 10 y el artículo 100 forman un sistema generador de aerosol 1. El dispositivo generador de aerosol 10 comprende una cavidad de recepción cilíndrica 20 definida dentro de una porción proximal 12 del dispositivo 10 para recibir al menos una porción distal del artículo 100 en la misma. El dispositivo 10 comprende además una fuente de inducción que incluye una bobina de inducción 30 para generar una alternancia, en particular un campo electromagnético de alta frecuencia. En la presente modalidad, la bobina de inducción 30 es una bobina helicoidal que rodea circunferencialmente la cavidad de recepción cilíndrica 20. La bobina 30 se dispone de manera que el conjunto de susceptor 120 del artículo generador de aerosol 100 experimenta el campo electromagnético al acoplar el artículo 100 con el dispositivo 10. Por lo tanto, cuando se activa la fuente de inducción, el conjunto de susceptor 120 se calienta debido a las corrientes parásitas y/o las pérdidas de histéresis que se inducen por el campo electromagnético alterno, en dependencia de las propiedades magnéticas y eléctricas de los materiales susceptores del conjunto de susceptores 120. La unidad de susceptor 120 se calienta hasta alcanzar una temperatura de operación suficiente para vaporizar el sustrato formador de aerosol 130 que rodea el conjunto de susceptor 120 dentro del artículo 100. Dentro de una porción distal 13, el dispositivo generador de aerosol 10 comprende además un suministro de energía de CC 40 y un controlador 50 (ilustrado en la Figura 2 solamente esquemáticamente) para alimentar y controlar el proceso de calentamiento. Aparte de la bobina de inducción 30, la fuente de inducción preferentemente es al menos parcialmente parte integral del controlador 50. Los detalles del control de temperatura se describirán más abajo.

La Figura 3 muestra una vista detallada del conjunto de susceptor 120 usada dentro del artículo generador de aerosol mostrado en la Figura 1. De conformidad con la invención, el conjunto de susceptor 120 comprende un primer susceptor 121 y un segundo susceptor 122. El primer susceptor 121 comprende un primer material de susceptor que tiene un coeficiente de temperatura positiva de resistencia, mientras que el segundo susceptor 122 comprende un segundo material de susceptor ferromagnético o ferrimagnético que tiene un coeficiente de temperatura negativa de resistencia. Debido al primer y segundo materiales susceptores que tienen coeficientes de temperatura opuestos de resistencia y debido a las propiedades magnéticas del segundo material de susceptor, el conjunto de susceptor 120 tiene un perfil de resistencia de sobrecalentamiento que incluye un valor mínimo de resistencia alrededor de la temperatura de Curie del segundo material de susceptor.

Un perfil de resistencia a la temperatura se muestra en la Figura 4. Al iniciar el calentamiento del conjunto de susceptor 120 desde la temperatura ambiente T_R, la resistencia del primer material de susceptor aumenta mientras que la resistencia del segundo material de susceptor disminuye con el aumento de la temperatura T. La resistencia aparente general R_a del conjunto de susceptor 120 - como se "ve" por la fuente de inducción del dispositivo 10 usado para calentar inductivamente el conjunto de susceptor 120 - se da por una combinación del segundo material de resistencia respectiva del primer. Al alcanzar la temperatura de Curie T_C del segundo material de susceptor desde abajo, la disminución de la resistencia del segundo material de susceptor típicamente domina el aumento de la resistencia del primer material de susceptor. En consecuencia, la resistencia aparente general R_a del conjunto de susceptor 120 disminuye en un intervalo de temperatura por debajo, en particular, por debajo de la temperatura de Curie T_C del segundo material de susceptor. A la temperatura de Curie T_C, el segundo material de susceptor pierde sus propiedades magnéticas. Esto provoca un aumento de la capa de piel disponible para corrientes parásitas en el segundo material de susceptor, acompañado de una caída repentina de su resistencia. Por lo tanto, cuando aumenta aún más la temperatura T de la unidad susceptora 120 más allá de la temperatura de Curie T_C del segundo material de susceptor, la contribución de la resistencia del segundo material de susceptor a la resistencia aparente general R_a de la unidad susceptora 120 se vuelve menos o incluso insignificante. Consecuentemente, después de haber pasado el valor mínimo R_mín alrededor de la temperatura de Curie T_C del segundo material de susceptor, la resistencia aparente general R_a del conjunto de susceptor 120 se da principalmente por la resistencia creciente del primer material de susceptor. Es decir, la resistencia aparente general R_a del conjunto de susceptor 120 aumenta nuevamente hacia la resistencia de operación R_op a la temperatura de operación T_op. Ventajosamente, la disminución y el aumento posterior en el perfil de resistencia de sobrecalentamiento alrededor del valor mínimo R_mín a aproximadamente la temperatura de Curie T_C del segundo material de susceptor es suficientemente distinguible del cambio temporal de la resistencia aparente general durante la bocanada de un usuario. Como resultado, el valor mínimo de resistencia R_a alrededor de la temperatura de Curie T_C del segundo material de susceptor puede usarse de manera confiable como marcador de temperatura para controlar la temperatura de calentamiento del sustrato formador de aerosol, sin el riesgo de ser malinterpretado como una bocanada del usuario. En consecuencia, el sustrato formador de aerosol puede evitarse efectivamente del sobrecalentamiento no deseado.

Para controlar la temperatura de calentamiento del sustrato formador de aerosol para corresponder a la temperatura de operación deseada T_op, el controlador 50 del dispositivo 10 que se muestra en la Figura 2 se configura para controlar el funcionamiento de la fuente de inducción en una configuración de desplazamiento de lazo cerrado tal como para mantener la resistencia aparente real a un valor que corresponde al valor mínimo determinado R_mín de la resistencia aparente R_a más un valor de desplazamiento predeterminado. El valor de compensación AR_compensación une el espacio entre la resistencia aparente R_mín medida a la temperatura del marcador T_C y la resistencia de operación R_op a la temperatura de operación T_op. Ventajosamente, esto permite evitar el control directo de la temperatura de calentamiento en base a un valor objetivo predeterminado de la resistencia aparente a la temperatura de operación T_op. Además, el control de compensación de la temperatura de calentamiento es más estable y confiable que un control de temperatura que se basa en valores absolutos medidos de la resistencia aparente a la temperatura de operación deseada.

Cuando la resistencia aparente real es igual o excede el valor mínimo determinado de la resistencia aparente más el valor de compensación predeterminado de la resistencia aparente, las prosas de calentamiento pueden detenerse al interrumpir la generación del campo electromagnético alterno, es decir, al apagar la fuente de inducción o al menos al reducir la potencia de salida de la fuente de inducción. Cuando la resistencia aparente real está por debajo del valor mínimo determinado de la resistencia aparente más el valor de compensación predeterminado de la resistencia aparente, las prosas de calentamiento pueden reanudarse reanudando la generación del campo electromagnético alterno, es decir, al encender nuevamente la fuente de inducción o al aumentar nuevamente la potencia de salida de la fuente de inducción.

En la presente modalidad, la temperatura de operación es de aproximadamente 370 grados centígrados. Esta temperatura es una temperatura de operación típica para calentar, pero no quemar el sustrato formador de aerosol. Para garantizar un espacio de temperatura suficientemente grande de al menos 20 grados centígrados entre la temperatura del marcador a la temperatura de Curie T_C del segundo material de susceptor y la temperatura de operación T_op, se elige el segundo material de susceptor de manera que tenga una temperatura de Curie por debajo de 350 grados centígrados.

Como se muestra en la Figura 3, el conjunto de susceptor 120 dentro del artículo de la Figura 1 es un conjunto de susceptor de múltiples capas, más particular un conjunto de susceptor de dos capas. Comprende una primera capa que constituye el primer susceptor 121, y una segunda capa que constituye el segundo susceptor 122 que se dispone y se acopla íntimamente a la primera capa. Mientras que el primer susceptor 121 se optimiza con respecto a la pérdida de calor y, por lo tanto, la eficiencia de calentamiento, el segundo susceptor 122 es principalmente un susceptor funcional usado como marcador de temperatura, como se describió anteriormente. La unidad susceptor 120 tiene la forma de una tira alargada que tiene una longitud L de 12 milímetros y un ancho W de 4 milímetros, es decir, ambas capas tienen una longitud L de 12 milímetros y un ancho W de 4 milímetros. El primer susceptor 121 es una tira hecha de acero inoxidable que tiene una temperatura de Curie superior a 400 °C, por ejemplo, acero inoxidable de grado 430. Tiene un grosor de aproximadamente 35 micrómetros. El segundo susceptor 122 es una tira de mu-metal o permalloy que tiene una temperatura de Curie por debajo de la temperatura de operación. Tiene un grosor de aproximadamente 10 micrómetros. La unidad de susceptor 120 se forma al revestir la segunda tira de susceptor con la primera tira de susceptor.

La Figura 5 muestra una modalidad alternativa de un conjunto de susceptor en forma de tira 220 que es similar a la modalidad del conjunto de susceptor 120 mostrada en las Figuras 1 y 2. A diferencia de este último, el conjunto de susceptor 220 de conformidad con la Figura 5 es un conjunto de susceptor de tres capas que - además de un primer y un segundo susceptor 221, 222 que forman una primera y una segunda capa, respectivamente - comprende un tercer susceptor 223 que forma una tercera capa. Las tres capas se disponen una encima de la otra, en donde las capas adyacentes se acoplan íntimamente entre sí. Los primer y segundo susceptores 221, 222 del conjunto de susceptores de tres capas mostrada en la Figura 5 son idénticos al primer y segundo susceptores 121, 122 del conjunto de susceptores de dos capas 120 mostrada en las Figuras 1 y 2. El tercer susceptor 223 es idéntico al primer susceptor 221. Es decir, la tercera capa 223 comprende el mismo material que el primer susceptor 221. Además, el grosor de la capa del tercer susceptor 223 es igual al grosor de la capa del primer susceptor 221. En consecuencia, el comportamiento de expansión térmica del primer y tercer susceptor 221, 223 es esencialmente el mismo. Ventajosamente, esto proporciona una estructura de capa altamente simétrica que muestra esencialmente que no hay deformaciones fuera del plano. Además, el conjunto de susceptor de tres capas de conformidad con la Figura 5 proporciona una estabilidad mecánica más alta.

La Figura 6 muestra otra modalidad de un conjunto de susceptor en forma de tira 320 que puede usarse alternativamente dentro del artículo de la Figura 1 en lugar del susceptor de dos capas 120. El conjunto de susceptor 320 de conformidad con la Figura 6 está formado por un primer susceptor 321 que está íntimamente acoplado a un segundo susceptor 322. El primer susceptor 321 es una tira de acero inoxidable de grado 430 que tiene unas dimensiones de 12 milímetros por 4 milímetros por 35 micrómetros. Como tal, el primer susceptor 321 define la forma básica del conjunto de susceptor 320. El segundo susceptor 322 es un parche de mu-metal o permalloy de dimensiones 3 milímetros por 2 milímetros por 10 micrómetros. El segundo susceptor en forma de parche 322 está galvanizado sobre el primer susceptor en forma de tira 321. Aunque el segundo susceptor 322 es significativamente más pequeño que el primer susceptor 321, sigue siendo suficiente para permitir un control preciso de la temperatura de calentamiento. Ventajosamente, el conjunto de susceptor 320 de conformidad con la Figura 6 proporciona ahorros significativos en el segundo material de susceptor. En modalidad adicionales (no mostradas), puede haber más de un parche del segundo susceptor ubicado en contacto íntimo con el primer susceptor.

La Figura 7 muestra aún otra modalidad de un conjunto de susceptor 1020 para su uso con el artículo mostrado en la Figura 1. De conformidad con esta modalidad, el conjunto de susceptor 1020 forma una barra de susceptor. La barra de susceptor es cilíndrica que tiene una sección transversal circular. Preferentemente, la barra de susceptor se dispone centralmente dentro del sustrato formador de aerosol tal como para extender el eje de longitud del artículo generador de aerosol mostrado en la Figura 1. Como se puede ver en una de sus caras finales, el conjunto de susceptor 1020 comprende un susceptor de núcleo interno que forma el segundo susceptor 1022 de conformidad con la presente invención. El susceptor central está rodeado por el susceptor de cubierta que forma el primer susceptor 1021 de conformidad con la presente invención. Como el primer susceptor 1021 tiene preferentemente una función de calentamiento, esta configuración demuestra ser ventajosa con respecto a una transferencia directa de calor al sustrato formador de aerosol circundante. Además, la forma cilíndrica del pasador susceptor proporciona un perfil de calentamiento muy simétrico que puede ser ventajoso con respecto a un artículo generador de aerosol en forma de barra.

La Figura 8-10 ilustra esquemáticamente diferentes artículos generadores de aerosol 400, 500, 600 de conformidad con una segunda, tercera y cuarta modalidad de la presente invención. Los artículos 400, 500, 600 son muy similares al artículo 100 mostrado en la Figura 1, en particular con respecto a la configuración general del artículo. Por lo tanto, las características similares o idénticas se denotan con los mismos números de referencia que en la Figura 1, pero se incrementan en 300, 400 y 500, respectivamente.

A diferencia del artículo 100 mostrado en la Figura 1, el artículo generador de aerosol 400 de conformidad con la Figura 8 comprende un conjunto de susceptor de filamento 420. Es decir, el primer y el segundo susceptor 421, 422 son filamentos que se retuercen entre sí como para formar un par de filamentos trenzados. El par de filamentos se dispone centralmente dentro del sustrato formador de aerosol 430 en contacto directo con el sustrato 430. El par de filamentos se extiende esencialmente a lo largo de la extensión de longitud del artículo 400. El primer susceptor 421 es un filamento hecho de acero inoxidable ferromagnético y por lo tanto tiene principalmente una función de calentamiento. El segundo susceptor 422 es un filamento hecho de mu-metal o permalloy y por lo tanto sirve principalmente como marcador de temperatura.

El artículo generador de aerosol 500 de conformidad con la Figura 9 comprende un conjunto de susceptor en forma de partículas 520. Ambos, el primer susceptor 521 y el segundo susceptor 522 incluyen una pluralidad de partículas de susceptor que se extienden dentro del sustrato formador de aerosol 530 del artículo 500. Por lo tanto, las partículas susceptoras están en contacto físico directo con el sustrato formador de aerosol 530. Las partículas del susceptor del primer susceptor 521 están hechas de acero inoxidable ferromagnético y por lo tanto sirven principalmente para calentar el sustrato formador de aerosol circundante 530. Por el contrario, las partículas de susceptor del segundo susceptor 422 están hechas de mu-metal o permalloy y por lo tanto sirven principalmente como marcador de temperatura.

El artículo generador de aerosol 600 de conformidad con la Figura 10 comprende un conjunto de susceptor 600 que incluye un primer susceptor 621 y un segundo susceptor 622 que son de diferentes configuraciones geométricas. El primer susceptor 621 es un susceptor en forma de partículas que comprende una pluralidad de partículas de susceptor que se extienden en el sustrato formador de aerosol 630. Debido a su naturaleza en forma de partículas, el primer susceptor 621 presenta un área superficial grande al sustrato formador de aerosol circundante 630 que mejora ventajosamente la transferencia de calor. En consecuencia, la configuración de partículas del primer susceptor 621 se elige específicamente con respecto a una función de calentamiento. Por el contrario, el segundo susceptor 622 tiene principalmente una función de control de temperatura y, por lo tanto, no necesita tener un área superficial muy grande. En consecuencia, el segundo susceptor 622 de la presente modalidad es una tira de susceptor que se extiende dentro del sustrato formador de aerosol 630 a través de un centro del artículo generador de aerosol 600.

Claims (15)

REIVINDICACIONES

1. Un artículo generador de aerosol que se calienta inductivamente (100, 400, 500, 600) que comprende un sustrato formador de aerosol (130, 430, 530, 630) y un conjunto de susceptor (120, 220, 320, 420, 520, 620, 1020) para calentar inductivamente el sustrato formador de aerosol (130, 430, 530, 630) bajo la influencia de un campo magnético alterno, en donde el conjunto de susceptor (120, 220, 320, 420, 520, 620, 1020) comprende un primer susceptor (121, 221, 321, 421, 521, 621, 1021) y un segundo susceptor (122, 222, 322, 422, 522, 622, 1022), en donde el primer susceptor (121, 221, 321, 421, 521, 621, 1021) comprende un primer material de susceptor que tiene un coeficiente de temperatura positiva de resistencia, y en donde el segundo susceptor (122, 222, 322, 422, 522, 622, 1022) comprende un segundo material de susceptor ferromagnético o ferrimagnético, caracterizado porque el segundo material de susceptor tiene un coeficiente de temperatura negativa de resistencia.

2. El artículo (100, 400, 500, 600) de conformidad con la reivindicación 1, en donde el segundo material de susceptor tiene una temperatura de Curie por debajo de 350 grados centígrados, en particular por debajo de 300 grados centígrados, preferentemente por debajo de 250 grados centígrados, con la máxima preferencia por debajo de 200 grados centígrados.

3. El artículo (100, 400, 500, 600) de conformidad con cualquier reivindicación anterior, en donde el segundo material de susceptor comprende uno de mu-metal o permalloy.

4. El artículo (100, 400, 500, 600) de conformidad con cualquier reivindicación anterior, en donde el primer material de susceptor es uno de paramagnético, ferromagnético o ferrimagnético.

5. El artículo (100, 400, 500, 600) de conformidad con cualquier reivindicación anterior, en donde el primer material de susceptor comprende uno de aluminio, hierro, níquel, cobre, bronce, cobalto, acero al carbono no aleado, acero inoxidable, acero inoxidable ferrítico, acero inoxidable martensítico o acero inoxidable austenítico.

6. El artículo (100) de conformidad con cualquier reivindicación anterior, en donde el primer susceptor (121, 221, 321, 1021) y el segundo susceptor (122, 222, 322, 1022) están en contacto físico íntimo entre sí.

7. El artículo (100, 400, 500, 600) de conformidad con cualquier reivindicación anterior, en donde el primer susceptor (121, 221, 321, 421, 521, 621, 1021) o el segundo susceptor (122, 222, 322, 422, 522, 622, 1022) o tanto el primer como el segundo susceptor, en particular, todo el conjunto de susceptor (120, 220, 320, 420, 520, 620, 1020), es de uno de un susceptor en forma de partículas, o un filamento del susceptor, o una malla de susceptor, o una mecha de susceptor, o un pasador de susceptor, o una barra de susceptor, o una lámina de susceptor, o una tira de susceptor, o un manguito del susceptor, o un susceptor cilíndrico, o un susceptor planar.

8. El artículo (100) de conformidad con cualquier reivindicación anterior, en donde el conjunto de susceptor (120, 220) es un conjunto de susceptor de múltiples capas (120, 220), y en donde el primer susceptor (121, 221) y el segundo susceptor (122, 222) forman capas, en particular capas adyacentes del conjunto de susceptor de múltiples capas (120, 220).

9. El artículo (100) de conformidad con cualquier reivindicación anterior, en donde el segundo susceptor (322) comprende uno o más segundos elementos susceptores, cada uno que está en contacto físico íntimo con el primer susceptor (321).

10. El artículo (100, 400, 500, 600) de conformidad con cualquier reivindicación anterior, en donde al menos uno del primer susceptor (121, 221, 321, 421, 521, 621, 1021) y el segundo susceptor (122, 222, 322, 422, 522, 622, 1022), o en donde todo el conjunto de susceptor (120, 220, 320, 420, 520, 620, 1020) está dispuesto en el sustrato formador de aerosol (130, 430, 530, 630).

11. El artículo (100, 400, 500, 600) de conformidad con cualquier reivindicación anterior, que comprende además una cubierta, en particular una envoltura tubular (170, 470, 570, 670), que rodea al menos una porción del sustrato formador de aerosol (130, 430, 530, 630), en donde la envoltura comprende el conjunto de susceptor.

12. El artículo (100, 400, 500, 600) de conformidad con cualquier reivindicación anterior, que comprende además una boquilla, que comprende preferentemente el filtro.

13. El artículo (100, 400, 500, 600) de conformidad con cualquier reivindicación anterior, en donde al menos una porción de al menos uno del primer susceptor (121, 221, 321, 421, 521, 621, 1021) y el segundo susceptor (122, 222, 322, 422, 522, 622, 1022), o en donde al menos una parte del conjunto de susceptor (120, 220, 320, 420, 520, 620, 1020) comprende una cubierta protectora.

14. Un sistema generador de aerosol (1) que comprende un artículo generador de aerosol (100, 400, 500, 600) de conformidad con cualquier reivindicación anterior y un dispositivo generador de aerosol (10) para su uso con el artículo generador de aerosol (100, 400, 500, 600).

15. El sistema generador de aerosol (1) de conformidad con la reivindicación 14, en donde el sistema (1) se configura para calentar el sustrato formador de aerosol (130, 430, 530, 630) a una temperatura de operación predeterminada, en donde el segundo material de susceptor tiene una temperatura de Curie de al menos 20 grados centígrados, en particular al menos 50 grados centígrados, con la máxima preferencia al menos 100 grados centígrados, preferentemente al menos 150 grados centígrados, más preferiblemente de al menos 200 grados centígrados por debajo de la temperatura de funcionamiento.