ES2934594T3 - Dispositivo para sustrato formador de aerosol calentado con precalentamiento de aire - Google Patents

Abstract

Un dispositivo (100) para calentar un sustrato formador de aerosol incluye un calentador (160), una entrada (143) y una salida (147) del receptáculo, y un canal de entrada de aire (170). El calentador incluye un elemento calefactor, una superficie interna y una superficie externa. La superficie interna define al menos una porción de un receptáculo (140) configurado para recibir el sustrato formador de aerosol o un cartucho que comprende el sustrato formador de aerosol. La entrada del receptáculo está en comunicación con el receptáculo y aguas arriba del mismo. La salida del receptáculo está en comunicación con el receptáculo y aguas abajo del mismo. El canal de entrada de aire está en comunicación con un entorno ambiental y la entrada del receptáculo. El canal de entrada de aire define un camino tortuoso entre el entorno ambiental y la entrada del receptáculo. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Dispositivo para sustrato formador de aerosol calentado con precalentamiento de aire

La presente descripción se refiere a un elemento generador de aerosol para generar un aerosol a partir de un sustrato formador de aerosol. Más particularmente, esta descripción se refiere a elementos generadores de aerosol para generar un aerosol a partir de un sustrato formador de aerosol sin quemar el sustrato formador de aerosol ya dispositivos, tales como dispositivos shisha, que incluyen tales calentadores.

Los dispositivos tradicionales de shisha emplean carbón para calentar o quemar un sustrato de tabaco para generar un aerosol para que el usuario lo inhale. Se producen altos niveles de monóxido de carbono y subproductos de la combustión durante el uso del dispositivo shisha tradicional. El monóxido de carbono puede ser generado por el carbón vegetal, así como por la combustión del sustrato de tabaco.

Una forma de reducir la producción de monóxido de carbono y subproductos de la combustión es usar calentadores eléctricos que calientan el sustrato de tabaco a una temperatura suficiente para producir un aerosol a partir del sustrato sin quemar el sustrato.

Para preservar tanto como sea posible el ritual, los sabores y los aromas de los dispositivos tradicionales de shisha, los dispositivos electrónicos de shisha deben imitar, en la medida de lo posible, el perfil térmico del sustrato en un dispositivo de shisha tradicional. Sin embargo, puede ser difícil para los calentadores eléctricos calentar el aire a las temperaturas alcanzadas en los dispositivos shisha que funcionan con carbón. La temperatura real del aire en los dispositivos shisha que funcionan con carbón es aproximadamente equivalente a la temperatura del carbón encendido, que puede llegar hasta aproximadamente 700 °C. Soportar una temperatura del aire tan alta no es práctico para la mayoría de los dispositivos shisha calentados eléctricamente, en particular los dispositivos shisha que funcionan con baterías. Acercar la temperatura del aire a la temperatura del calentador puede ayudar a garantizar un gradiente térmico más homogéneo en el sustrato y puede permitir que los sabores y aromas más tradicionales sean experiencias de los dispositivos shisha calentados eléctricamente.

Los dispositivos de shisha calentados eléctricamente que emplean aire precalentado pueden emplear una trayectoria de flujo de aire de manera que el aire viaja cerca de la fuente de calor al tomar una bocanada. Sin embargo, tales dispositivos pueden no precalentar suficientemente el aire. Por ejemplo, el aire puede pasar por el calentador en forma laminar. En el flujo laminar, la cantidad de moléculas de aire que entran en contacto con una superficie caliente puede estar limitada a aquellas moléculas de aire en el borde del flujo, lo que resulta en un calentamiento ineficaz de esas moléculas de aire hacia el centro del flujo.

En el documento WO 2013/102609 A2 se describe un sistema generador de aerosol que comprende: un artículo formador de aerosol que comprende un sustrato formador de aerosol y una porción de boquilla para permitir que un usuario aspire aire a través del sustrato; y un dispositivo generador de aerosol, el dispositivo que comprende un alojamiento que tiene extremos proximal y distal y que comprende al menos una superficie externa y una superficie interna, la superficie interna que define una cavidad de extremo abierto en el extremo proximal del alojamiento en el que se recibe el sustrato formador de aerosol, la cavidad que tiene una extensión longitudinal entre sus extremos proximal y distal, un elemento calentador dentro de la cavidad configurado para calentar un sustrato formador de aerosol recibido en la cavidad, y una entrada de aire; en donde el sistema comprende un primer canal de flujo de aire que se extiende desde la entrada de aire hasta un extremo distal de la cavidad, en donde el primer canal de flujo de aire se extiende entre el calentador y la superficie externa del alojamiento a lo largo de al menos una porción de la extensión longitudinal de la cavidad, y un segundo canal de flujo de aire que se extiende desde el extremo distal de la cavidad hasta la porción de boquilla.

En el documento US 2017/164653 A1 se describe un dispositivo de precalentamiento de flujo de aire, que incluye una tubería de calefacción y una tubería de guía de flujo, donde la tubería de guía de flujo está incrustada en la tubería de calefacción; se proporciona un dispositivo de guía de flujo en una pared externa de la tubería de guía de flujo; se proporciona una tubería de ventilación dentro de la tubería de guía de flujo; se forma un espacio de flujo de aire entre la tubería de ventilación y la tubería de guía de flujo; un flujo de aire ingresa entre la tubería de guía de flujo y la tubería de ventilación desde un extremo superior de la tubería de ventilación, y luego ingresa entre la pared externa de la tubería de guía de flujo y una pared interna de la tubería de calefacción a través de un orificio de flujo de aire en una pared de la tubería de guía de flujo y sale a través del dispositivo de guía de flujo. Debido a que se usa un canal de flujo de aire optimizado, la pared externa de un juego para fumar no se calienta fácilmente.

Es conveniente proporcionar un calentador eléctrico para un dispositivo shisha que imite más de cerca un perfil térmico del sustrato en un dispositivo shisha tradicional.

También es conveniente proporcionar un calentador eléctrico para un dispositivo shisha que caliente eficientemente el sustrato formador de aerosol.

En la presente invención se proporciona un dispositivo de conformidad con la reivindicación 1 para calentar un sustrato formador de aerosol. El dispositivo comprende un calentador que comprende un elemento de calentamiento, una superficie interna y una superficie externa. La superficie interna define al menos una porción de un receptáculo configurado para recibir el sustrato formador de aerosol o un cartucho que comprende el sustrato formador de aerosol. El dispositivo comprende además una entrada de receptáculo y una salida de receptáculo. La entrada del receptáculo está en comunicación con y corriente arriba del receptáculo. La salida del receptáculo está en comunicación con y corriente abajo del receptáculo. El dispositivo también incluye un canal de entrada de aire en comunicación con un entorno ambiental y la entrada del receptáculo. El canal de entrada de aire define una trayectoria tortuosa entre el entorno ambiental y la entrada del receptáculo. El canal de entrada de aire está posicionado en relación con el calentador para hacer que el aire en la trayectoria tortuosa sea calentado por el calentador. Por ejemplo, al menos una porción del canal de entrada de aire puede estar definida por la superficie externa del calentador. La trayectoria tortuosa del canal de entrada de aire intercambia calor entre el calentador y el aire en el canal de entrada de aire

Diversos aspectos o modalidades de los dispositivos, como los dispositivos shisha, incluidos los calentadores eléctricos descritos en la presente descripción, pueden proporcionar una o más ventajas con respecto a los dispositivos existentes. Por ejemplo, los dispositivos shisha descritos en la presente descripción pueden imitar más de cerca los perfiles térmicos de un sustrato formador de aerosol en los dispositivos shisha tradicionales, lo que debería permitir que un usuario del dispositivo shisha calentado eléctricamente obtenga una experiencia de shisha más tradicional. Las paredes del canal de entrada de aire intercambian calor del calentador al aire, quitándose el calor de la superficie externa del calentador. El aire precalentado ayuda a promover la aerosolización del sustrato formador de aerosol que se está calentando, además de reducir el tiempo de la primera bocanada después de activar el calentador. La trayectoria tortuosa del canal de entrada de aire funciona como una superficie de intercambio de calor, lo que permite que los dispositivos que emplean los elementos generadores de aerosol descritos en la presente descripción imiten más de cerca un perfil térmico del sustrato en un dispositivo shisha tradicional.

La trayectoria tortuosa del canal de entrada de aire aumenta el flujo turbulento y, por lo tanto, provoca más colisiones de moléculas de aire con las superficies calientes del canal, lo que resulta en un mayor calentamiento de la superficie que con el flujo laminar a través de canales rectos. Además, el área superficial del canal de entrada de aire que se coloca en relación con el calentador se puede aumentar, en relación con un canal recto, y también puede servir para mejorar el calentamiento del aire a través de la trayectoria tortuosa. Como tal, el aire puede calentarse en mayor medida que el aire que sigue una trayectoria recta en la cercanía del calentador. La trayectoria tortuosa puede comprender uno o ambos de una trayectoria serpenteante y una trayectoria helicoidal.

El canal de entrada de aire puede comprender protuberancias que se extienden dentro del canal para provocar la mezcla del aire que fluye a través del canal. Las protuberancias pueden tener la forma de una superficie rugosa o no homogénea, salientes, aletas o similares. La mezcla del aire puede causar un flujo turbulento y permitir que más moléculas de aire entren en contacto con una superficie caliente del canal y, por lo tanto, provoquen un calentamiento directo

El dispositivo puede comprender además un manguito dispuesto alrededor del calentador. El manguito tiene un cuerpo que define al menos una porción del canal de entrada de aire. El manguito puede comprender un material conductor térmico para facilitar la transferencia de calor desde el manguito al aire que fluye a través del canal de entrada de aire. Por ejemplo, el manguito puede comprender aluminio o alúmina. En algunas modalidades, el manguito comprende material cerámico de alúmina.

El dispositivo puede incluir un depósito para calentar el aire entre bocanadas antes de moverse a través del canal de entrada de aire o la trayectoria tortuosa del canal de entrada de aire, aumentando aún más la temperatura del aire antes de que el aire precalentado interactúe con el sustrato formador de aerosol y aumentando aún más la eficiencia de calentamiento del dispositivo. En algunas modalidades, una pared externa del depósito y la entrada del depósito están formadas por un alojamiento. El alojamiento puede disponerse alrededor del elemento de calentamiento para formar un depósito entre el alojamiento y el elemento de calentamiento. Si el dispositivo comprende un manguito, el alojamiento puede disponerse alrededor del manguito. Preferentemente, el manguito, actualmente, es conductor térmico. El aire en el depósito puede ser calentado por el calentador o el manguito conductor térmico. El aire en el depósito se puede calentar entre bocanadas. Preferentemente, el volumen del depósito es aproximadamente el volumen esperado de una bocanada del dispositivo. Para un dispositivo shisha, el volumen de una bocanada puede estar en el rango de aproximadamente de 400 ml a aproximadamente de 650 ml. El dispositivo puede configurarse de manera que el aire pueda fluir a través de la entrada del alojamiento al depósito, desde el depósito al canal de entrada de aire y desde el canal de entrada de aire al receptáculo. En algunas modalidades, la pared externa del depósito y la entrada del depósito están formadas por un manguito del depósito dispuesto alrededor del calentador y la trayectoria tortuosa del canal de entrada de aire o el manguito que forma la trayectoria tortuosa del canal de entrada de aire.

Los dispositivos para calentar un sustrato formador de aerosol descritos en la presente descripción pueden ser cualquier dispositivo adecuado, como un dispositivo shisha. Preferentemente, los dispositivos son dispositivos que no se queman con calor en los que el sustrato formador de aerosol se calienta lo suficiente para producir un aerosol sin quemar el sustrato. Los dispositivos comprenden un calentador eléctrico. El calentador puede comprender un elemento de calentamiento y un bloque calefactor. El calentador comprende una superficie externa y una superficie interna que define un receptáculo configurado para recibir un sustrato formador de aerosol o un cartucho que contiene el sustrato formador de aerosol. El receptáculo está configurado para recibir un sustrato formador de aerosol o un cartucho que contiene el sustrato formador de aerosol. El receptáculo tiene una entrada y una salida para permitir que el aire fluya desde la entrada, a través del receptáculo ya través o a través del sustrato formador de aerosol en el receptáculo, y hacia la salida. El calentador calienta el sustrato formador de aerosol para hacer que el sustrato forme un aerosol, que puede ser arrastrado por el aire que fluye desde la entrada hasta la salida.

El calentador puede comprender cualquier elemento de calentamiento adecuado. Por ejemplo, el elemento de calentamiento puede comprender uno o ambos componentes de calentamiento resistivo e inductivo. Preferentemente, el elemento de calentamiento comprende un componente de calentamiento resistivo. Por ejemplo, el elemento de calentamiento puede comprender uno o más hilos resistivos u otros elementos resistivos. Los cables resistivos pueden estar en contacto con un material conductor térmico para distribuir el calor producido sobre un área más amplia. Los ejemplos de materiales conductores adecuados incluyen aluminio, cobre, zinc, níquel, plata y sus combinaciones. Para los fines de esta descripción, si los cables resistivos están en contacto con un material conductor térmico, tanto los cables resistivos como el material conductor térmico son parte del elemento de calentamiento que forma al menos una porción de la superficie del receptáculo del cartucho.

En algunos ejemplos, un elemento de calentamiento comprende un elemento de calentamiento inductivo. Por ejemplo, el elemento de calentamiento puede comprender un material susceptor que forma una superficie del receptáculo del cartucho. Tal como se usa en la presente descripción, el término 'susceptor' se refiere a un material que es capaz de convertir energía electromagnética en calor. Cuando se encuentra en un campo electromagnético alterno, típicamente se inducen corrientes parásitas y pueden producirse pérdidas por histéresis en el susceptor, lo que provoca el calentamiento del susceptor. Como el susceptor está situado en contacto térmico o en estrecha proximidad térmica con el sustrato formador de aerosol, el susceptor calienta el sustrato de manera que se forma un aerosol. Preferentemente, el susceptor está dispuesto al menos parcialmente en contacto físico directo con el sustrato formador de aerosol o el cartucho que contiene el sustrato formador de aerosol.

El susceptor puede formarse de cualquier material que pueda calentarse por inducción a una temperatura suficiente para generar un aerosol desde el sustrato formador de aerosol. Los susceptores preferidos comprenden un metal o carbono. Un susceptor preferido puede comprender o consistir en un material ferromagnético, por ejemplo, hierro ferrítico, una aleación ferromagnética, como acero ferromagnético o acero inoxidable, y ferrita. Un susceptor adecuado puede ser de, o comprender, aluminio.

Los susceptores preferidos son susceptores metálicos, por ejemplo, acero inoxidable. Sin embargo, los materiales susceptores también pueden comprender o estar hechos de grafito, molibdeno, carburo de silicio, aluminio, niobio, aleaciones de Inconel (superaleaciones a base de níquel-cromo austenita), películas metalizadas, cerámicas como, por ejemplo, zirconia, metales de transición como, por ejemplo, Fe, Co, Ni, o componentes metaloides como por ejemplo B, C, Si, P, Al.

Un susceptor comprende preferentemente más del 5 %, preferentemente más del 20 %, preferentemente más del 50 % o 90 % de materiales ferromagnéticos o paramagnéticos. Los susceptores preferidos pueden calentarse a una temperatura en exceso de 250 grados centígrados. Los susceptores adecuados pueden comprender un núcleo no metálico con una capa de metal dispuesta sobre el núcleo no metálico, por ejemplo, pistas metálicas formadas sobre una superficie de un núcleo cerámico.

El dispositivo shisha también puede comprender una o más bobinas de inducción configuradas para inducir corrientes parásitas y/o pérdidas por histéresis en un material susceptor, lo que da como resultado el calentamiento del material susceptor. También se puede colocar un material susceptor en el cartucho que contiene el sustrato generador de aerosol. Un elemento susceptor que comprende el material susceptor puede comprender cualquier material adecuado, como los descritos, por ejemplo, en las solicitudes de patente publicadas PCT WO 2014/102092 y WO 2015/177255.

El elemento de calentamiento, ya sea un elemento de calentamiento inductivo o un susceptor, puede acoplarse térmicamente con un bloque calefactor. El elemento de calentamiento puede estar en contacto directo con el bloque calefactor. El bloque calefactor puede comprender cualquier material conductor térmico adecuado. En algunas modalidades, el bloque de calentamiento comprende aluminio, alúmina o una cerámica de alúmina. El bloque de calentamiento puede formar la superficie externa del calentador.

El dispositivo shisha puede comprender circuitos electrónicos de control acoplada operativamente al elemento de calentamiento resistivo o bobina de inducción. Los circuitos electrónicos de control están configurados para controlar el calentamiento del elemento de calentamiento.

Los circuitos electrónicos de control pueden proporcionarse de cualquier forma adecuada y pueden incluir, por ejemplo, un controlador o una memoria y un controlador. El controlador puede incluir uno o más de una máquina de estado de un Circuito Integrado de Aplicación Específica (ASIC), un procesador de señales digitales, un arreglo de compuertas, un microprocesador, o circuitos lógicos integrados o discretos equivalentes. Los circuitos electrónicos de control pueden incluir una memoria que contiene instrucciones que provocan que uno o más componentes de los circuitos lleven a cabo una función o aspecto de los circuitos electrónicos de control. Las funciones atribuibles a los circuitos electrónicos de control en esta descripción se pueden incorporar como uno o más de un software, un microprograma, y un hardware.

Los circuitos electrónicos pueden comprender un microprocesador, el cual puede ser un microprocesador programable. Los circuitos electrónicos se pueden configurar para regular un suministro de energía. La energía se puede suministrar al elemento calentador o a la bobina de inducción en forma de pulsos de corriente eléctrica.

Si el elemento de calentamiento es un elemento de calentamiento resistivo, los circuitos electrónicos de control pueden configurarse para monitorear la resistencia eléctrica del elemento de calentamiento y para controlar el suministro de energía al elemento de calentamiento en dependencia de la resistencia eléctrica del elemento de calentamiento. De esta manera, los circuitos electrónicos de control pueden regular la temperatura del elemento resistivo.

Si los componentes de calefacción comprenden una bobina de inducción y el elemento de calentamiento comprende un material susceptor, los circuitos electrónicos de control pueden configurarse para monitorear el aspecto de la bobina de inducción y para controlar el suministro de energía a la bobina de inducción en dependencia de los aspectos de la bobina como descrito en, por ejemplo, el documento WO 2015/177255. De esta manera, los circuitos electrónicos de control pueden regular la temperatura del material susceptor.

El dispositivo shisha puede comprender un sensor de temperatura, tal como un termopar, acoplado operativamente a los circuitos electrónicos de control para controlar la temperatura de los elementos de calentamiento. El sensor de temperatura se puede colocar en cualquier ubicación adecuada. Por ejemplo, el sensor de temperatura puede estar configurado para insertarse en un cartucho recibido dentro del receptáculo para controlar la temperatura del sustrato formador de aerosol que se está calentando. Además, o alternativamente, el sensor de temperatura puede estar en contacto con el elemento de calentamiento. Además, o alternativamente, el sensor de temperatura puede colocarse para detectar la temperatura en una salida del receptáculo del calentador. El sensor puede transmitir señales relativas a la temperatura censada a los circuitos electrónicos de control, que puede ajustar el calentamiento de los elementos calefactores para lograr una temperatura adecuada en el sensor.

Independientemente de si el dispositivo shisha incluye un sensor de temperatura, el dispositivo está preferentemente configurado para calentar un sustrato generador de aerosol en un cartucho recibido en el receptáculo en una medida suficiente para generar un aerosol sin quemar el sustrato generador de aerosol.

Los circuitos electrónicos de control pueden acoplarse operativamente a un suministro de energía. El dispositivo shisha puede comprender cualquier suministro de energía adecuado. Por ejemplo, un suministro de energía de un dispositivo shisha puede ser una batería o un juego de baterías. Las baterías del suministro de energía pueden ser recargables y pueden ser extraíbles y reemplazables. Se puede utilizar cualquier batería adecuada. Por ejemplo, las baterías de tipo de alta resistencia o los estándares existentes en el mercado, como las que se usan para herramientas industriales de energía eléctrica de alta resistencia. Alternativamente, la unidad de suministro de energía puede ser cualquier tipo de suministro de energía eléctrica que incluya un súper o hipercondensador. Alternativamente, el dispositivo se puede energizar conectado a una fuente de energía eléctrica externa, y se diseña eléctrica y electrónicamente para tal propósito. Independientemente del tipo de suministro de energía empleado, el suministro de energía preferentemente proporciona suficiente energía para el funcionamiento normal del dispositivo durante aproximadamente 70 minutos de operación continua del dispositivo, antes de ser recargado o que necesite conectarse a una fuente de energía eléctrica externa.

El dispositivo comprende un canal de entrada de aire en comunicación con un entorno ambiental externo al dispositivo y en comunicación con la entrada del receptáculo. El canal de entrada de aire define una trayectoria tortuosa. El canal de entrada de aire está posicionado en relación con el calentador para hacer que el aire en la trayectoria tortuosa sea calentado por el calentador. En algunas modalidades, la superficie externa del calentador define al menos una porción de la trayectoria tortuosa del canal de entrada de aire. Una superficie externa del bloque de calentamiento puede ser la superficie externa del calentador que define al menos una porción de la trayectoria tortuosa. Una superficie externa del calentador es una superficie del calentador que está opuesta a la superficie que forma el receptáculo. A medida que el aire fluye a través de la trayectoria tortuosa del canal, el aire se precalienta antes de ingresar a la entrada del receptáculo.

El canal de entrada de aire se forma preferentemente a partir de un material conductor térmico de manera que el aire que entra en contacto con una pared del canal se pueda calentar de manera eficiente. El canal de entrada de aire puede estar formado por cualquier material conductor térmico adecuado. Preferentemente, las paredes del canal de entrada de aire comprenden aluminio, alúmina o cerámica de alúmina.

La trayectoria tortuosa del canal de entrada de aire puede tener cualquier forma adecuada. En algunas modalidades, la trayectoria tortuosa tiene forma de serpentina. En algunas modalidades, la trayectoria tortuosa tiene forma helicoidal. En algunas modalidades, la trayectoria tortuosa comprende una porción que tiene forma helicoidal y una porción que tiene forma de serpentina. La trayectoria tortuosa puede extender la longitud del canal de entrada en cualquier grado adecuado con respecto a una trayectoria recta. Por ejemplo, la longitud de la trayectoria tortuosa puede ser 5 veces o más que una trayectoria recta, como 10 veces o más que una trayectoria recta, o 20 veces o más que una trayectoria recta. La trayectoria tortuosa puede ser menos de 100 veces más largo que una trayectoria recta. Al extender la longitud con respecto a una trayectoria recta, la trayectoria tortuosa aumenta el área superficial sobre la cual se puede calentar el aire que viaja a través del canal en la trayectoria.

La trayectoria tortuosa puede estar configurado para introducir turbulencias a medida que el aire fluye a través de la trayectoria. Por ejemplo, la curvatura, las curvas u otras geometrías de la ruta pueden generar turbulencia. La turbulencia mejora el intercambio de calor entre el aire en el canal y las paredes del canal en relación con el flujo laminar porque el número de moléculas de aire que entran en contacto con las paredes del canal aumenta con el flujo turbulento en relación con el flujo laminar.

El canal de entrada de aire puede comprender una o más protuberancias para aumentar la turbulencia cuando el aire fluye a través del canal. Por ejemplo, el canal de entrada de aire puede comprender uno o más, si alguno, o cualquier combinación de deflectores, placas, aletas, protuberancias, superficies ásperas o no homogéneas u otras características configuradas para inducir turbulencia. Preferentemente, el flujo de aire a través de la trayectoria tortuosa del canal de entrada de aire es turbulento.

El canal de entrada de aire puede tener cualquier dimensión de sección transversal adecuada. Preferentemente, la anchura o el diámetro del canal se configura para conseguir una resistencia adecuada a la aspiración (RTD) a través del dispositivo. La RTD de una muestra se refiere a la diferencia de presión estática entre los dos extremos de la muestra cuando se atraviesa por un flujo de aire en condiciones estables en las que el flujo volumétrico es de 17,5 mililitros por segundo en el extremo de salida. La RTD de una muestra puede medirse mediante el uso del método establecido en el estándar ISO 6565:2002 con cualquier ventilación bloqueada. Por ejemplo, el canal de entrada de aire puede tener un diámetro o ancho en un rango de aproximadamente 3 mm a aproximadamente de 10 mm. Preferentemente, el canal de entrada de aire tiene un diámetro o ancho en un rango de aproximadamente 4 mm a aproximadamente de 8 mm. Con mayor preferencia, el canal de entrada de aire tiene un diámetro o anchura de aproximadamente 5 mm. Preferentemente, el RTD a través del dispositivo, cuando no hay cápsula o sustrato formador de aerosol presente en el receptáculo, está en un rango de menos de aproximadamente 60 mm H²O, como entre aproximadamente 10 mm H²O y aproximadamente 50 mm H²O, o de aproximadamente 20 mmH²O a aproximadamente 40 mm H²O.

En algunas modalidades, el canal de entrada de aire se forma entre la superficie externa del calentador y la superficie de un manguito dispuesto alrededor del calentador. El manguito tiene un cuerpo que define la trayectoria tortuosa entre el manguito y el calentador. El manguito puede estar muy cerca o en contacto con el calentador. Por ejemplo, el manguito puede estar muy cerca o en contacto con el bloque de calentamiento. Preferentemente, el manguito está formado por un material conductor térmico. En algunas modalidades, el manguito comprende aluminio, alúmina o cerámica de alúmina. Preferentemente, el manguito logra el equilibrio térmico con el calentador entre bocanadas. Por ejemplo, el manguito puede lograr el equilibrio térmico con el bloque de calentamiento entre bocanadas. En algunas modalidades, el manguito y el bloque de calentamiento están formados por el mismo material o materiales.

El aire que fluye a través del canal de entrada de aire fresco puede calentarse en cualquier cantidad adecuada. En algunos ejemplos, el aire se calentará lo suficiente para hacer que se forme un aerosol cuando el aire caliente fluya a través del receptáculo y entre en contacto con el sustrato formador de aerosol en el receptáculo o en un cartucho en el receptáculo. En algunos ejemplos, el aire no se calienta lo suficiente como para provocar la formación de aerosol por sí mismo, pero facilita el calentamiento del sustrato formador de aerosol por el elemento de calentamiento. Preferentemente, la cantidad de energía suministrada al elemento de calentamiento para calentar el sustrato y provocar la formación de aerosol se reduce en un 5 % o más, como un 10 % o más, o un 15 % o más, cuando el aire se precalienta de acuerdo con la presente invención, relativa a diseños en los que no se precalienta el aire. Típicamente, el ahorro de energía será inferior al 75 %.

El sustrato se calienta preferentemente, mediante, por ejemplo, una combinación del aire precalentado y el calentamiento de los elementos calefactores, a una temperatura en un rango de aproximadamente 150 °C a aproximadamente 300 °C; con mayor preferencia de aproximadamente 180 °C a aproximadamente 250 °C o de aproximadamente 200 °C a aproximadamente 230 °C.

Para lograr tales temperaturas de sustrato, el elemento de calentamiento puede calentarse a una temperatura de trabajo de aproximadamente 150 °C a aproximadamente 250 °C; preferentemente de aproximadamente 180 °C a aproximadamente 230 °C o de aproximadamente 200 °C a aproximadamente 230 °C.

El dispositivo puede comprender un depósito formado entre un alojamiento o un manguito de depósito y el calentador. Si el dispositivo incluye un manguito que forma al menos la trayectoria tortuosa del canal de entrada de aire, el depósito puede formarse entre el alojamiento y el manguito del depósito y el manguito forma la trayectoria tortuosa del canal de entrada de aire. El depósito incluye una entrada del depósito que está en comunicación con el canal de entrada de aire. Preferentemente, el aire en el depósito es calentado por el calentador o mediante un manguito conductor térmico entre bocanadas. Preferentemente, el volumen del depósito es aproximadamente el volumen esperado de una bocanada del dispositivo. En consecuencia, la totalidad o la mayor parte del volumen de aire de una bocanada puede precalentarse en el depósito entre bocanadas. Durante una bocanada, el aire del depósito puede viajar a través de la trayectoria tortuosa del canal de entrada de aire para calentarse más antes de fluir a través de la entrada del depósito.

Para un dispositivo shisha, el depósito puede tener un volumen de aproximadamente 400 ml a aproximadamente 650 ml, como de aproximadamente 450 ml a aproximadamente 600 ml, o de aproximadamente 500 ml a aproximadamente 550 ml, o aproximadamente 530 ml, que es un volumen esperado de una bocanada en un dispositivo shisha.

Preferentemente, al menos una porción del depósito comprende una protección térmica. La protección térmica y el manguito o la superficie externa del calentador pueden formar superficies opuestas del depósito. Se puede emplear cualquier material de protección térmica adecuado. Preferentemente, el material de la protección térmica comprende una superficie que es térmicamente reflectante. La superficie térmicamente reflectante puede estar respaldada con un material aislante. En algunos ejemplos, el material térmicamente reflectante comprende una película metalizada de aluminio u otro material térmicamente reflectante adecuado. En algunos ejemplos, el material aislante comprende un material cerámico. En algunos ejemplos, la protección térmica comprende una película metalizada de aluminio y un respaldo de material cerámico.

La entrada del receptáculo puede comprender cualquier número adecuado de aberturas en comunicación con uno o más canales de entrada de aire. Por ejemplo, el receptáculo puede comprender de 1 a 1000 aberturas, como de 10 a 500 aberturas. Las aberturas pueden ser de tamaño uniforme o de tamaño no uniforme. Las aberturas pueden estar distribuidas uniformemente o no uniformemente distribuidas. Las aberturas se pueden formar en el receptáculo en cualquier ubicación adecuada. Por ejemplo, las aberturas se pueden formar en una o ambas paredes superiores o laterales del receptáculo. Preferentemente, las aberturas se forman en la parte superior del receptáculo. Las aberturas pueden estar formadas por un colector.

El receptáculo tiene preferentemente la forma y el tamaño para permitir el contacto entre una o más paredes o el techo del receptáculo y el cartucho cuando el cartucho es recibido por el receptáculo para facilitar el calentamiento conductivo del cartucho y el sustrato generador de aerosol por el calentador que forma una superficie del receptáculo. En algunos ejemplos, se puede formar un espacio de aire entre al menos una porción del cartucho y una superficie del receptáculo, donde los espacios de aire sirven como una porción del canal de entrada de aire fresco.

Preferentemente, el interior del receptáculo y el exterior del cartucho son de tamaño y dimensiones similares. Preferentemente, el interior del receptáculo y el exterior del cartucho tienen una relación entre la altura y el ancho (o diámetro) de la base superior a aproximadamente 1,5 a 1 o una relación entre el ancho (o diámetro) de la base superior a aproximadamente 1,5 a 1. Tales relaciones pueden permitir un agotamiento más eficiente del sustrato generador de aerosol dentro del cartucho durante el uso al permitir que el calor del calentador penetre hasta la mitad del cartucho. Por ejemplo, el receptáculo y el cartucho pueden tener un diámetro de base (o anchura) de aproximadamente 1,5 a aproximadamente 5 veces la altura, o de aproximadamente 1,5 a aproximadamente 4 veces la altura, o de aproximadamente 1,5 a aproximadamente 3 veces la altura. De manera similar, el receptáculo y el cartucho pueden tener una altura de aproximadamente 1,5 a aproximadamente 5 veces el diámetro (o ancho) de la base, o de aproximadamente 1,5 a aproximadamente 4 veces el diámetro (o ancho) de la base, o de aproximadamente 1,5 a aproximadamente 3 veces el diámetro de la base (o ancho). Preferentemente, el receptáculo y el cartucho tienen una relación entre la altura y el diámetro de la base o entre el diámetro de la base y la altura de aproximadamente 1,5 a 1 a aproximadamente 2,5 a 1.

En algunos ejemplos, el cartucho que contiene el sustrato formador de aerosol tiene una relación del área superficial calentable a volumen en un rango de aproximadamente 1 cm-1 a aproximadamente 4 cm-1.

En algunos ejemplos, el interior del receptáculo y el exterior del cartucho tienen una altura en un rango de aproximadamente 20 mm a aproximadamente 60 mm, tal como de aproximadamente 30 mm a aproximadamente 50 mm, o aproximadamente 40 mm y un diámetro de base en un rango de aproximadamente 10 mm a aproximadamente 50 mm, tal como de aproximadamente 20 mm a aproximadamente 30 mm, o aproximadamente 25 mm.

El receptáculo puede estar formado por una o más partes, al menos una de las cuales es el calentador. Preferentemente, el receptáculo está formado por dos o más partes. Preferentemente, al menos una parte del receptáculo es móvil con respecto a otra parte para permitir el acceso al interior del receptáculo para insertar el cartucho en el receptáculo. Por ejemplo, una parte puede unirse de manera desmontable a otra parte para permitir la inserción del cartucho cuando las partes están separadas. Las partes se pueden unir de cualquier manera adecuada, como por acoplamiento roscado, ajuste de interferencia, ajuste a presión o similar. En algunos ejemplos, las partes se unen entre sí a través de una bisagra. Cuando las partes se unen a través de una bisagra, las partes también pueden incluir un mecanismo de bloqueo para asegurar las partes una con relación a la otra cuando el receptáculo está en una posición cerrada. En algunos ejemplos, el receptáculo comprende un cajón que puede deslizarse para abrirse para permitir que el cartucho se coloque en el cajón y puede deslizarse para cerrarse para permitir que se use el dispositivo shisha.

Puede usarse cualquier cartucho adecuado con un dispositivo como se describe en la presente descripción. Preferentemente, el cartucho comprende un alojamiento conductor térmico. Por ejemplo, el alojamiento puede estar formada por aluminio, cobre, zinc, níquel, plata y sus combinaciones. Preferentemente, el alojamiento está formado por aluminio. En algunos ejemplos, el cartucho está formado por uno o más materiales menos conductores térmicos que el aluminio. Por ejemplo, el alojamiento se puede formar a partir de cualquier material polimérico térmicamente estable adecuado. Si el material es suficientemente delgado, se puede transferir suficiente calor a través del alojamiento a pesar de que el alojamiento está formado por un material que no es particularmente conductor térmico. El cartucho comprende una o más aberturas formadas en la parte superior e inferior del alojamiento para permitir el flujo de aire a través del cartucho cuando está en uso. Si la parte superior del receptáculo comprende una o más aberturas, al menos algunas de las aberturas en la parte superior del cartucho pueden alinearse con las aberturas en la parte superior del receptáculo. El cartucho puede comprender una característica de alineación configurada para acoplarse con una característica de alineación complementaria del receptáculo para alinear las aberturas del cartucho con las aberturas del receptáculo cuando el cartucho se inserta en el receptáculo. Las aberturas en el alojamiento del cartucho pueden cubrirse durante el almacenamiento para evitar que el sustrato generador de aerosol almacenado en el cartucho se derrame fuera del cartucho. Además, o alternativamente, las aberturas en el alojamiento pueden tener dimensiones suficientemente pequeñas para evitar o inhibir que el sustrato generador de aerosol salga del cartucho. Si las aberturas están cubiertas, un consumidor puede desmontar la cubierta antes de insertar el cartucho en el receptáculo. En algunos ejemplos, el receptáculo está configurado para perforar el cartucho para formar aberturas en el cartucho. Preferentemente, el receptáculo está configurado para perforar la parte superior del cartucho.

El cartucho puede tener cualquier forma adecuada. Preferentemente, el cartucho tiene una forma troncocónica. Cualquier sustrato formador de aerosol adecuado se puede colocar en un cartucho para usar con los dispositivos shisha de la invención. El sustrato formador de aerosol es preferentemente un sustrato capaz de liberar compuestos volátiles que pueden formar un aerosol. Los compuestos volátiles pueden liberarse mediante el calentamiento del sustrato formador de aerosol. El sustrato formador de aerosol puede ser sólido o líquido, o puede comprender componentes tanto sólidos como líquidos. Preferentemente, el sustrato formador de aerosol es sólido.

El sustrato formador de aerosol puede comprender nicotina. El sustrato formador de aerosol que contiene nicotina puede comprender una matriz de sal de nicotina. El sustrato formador de aerosol puede comprender material de origen vegetal. El sustrato formador de aerosol puede comprender tabaco, y preferentemente el material que contiene tabaco contiene compuestos volátiles con sabor a tabaco, los cuales se liberan del sustrato formador de aerosol al calentarse.

El sustrato formador de aerosol puede comprender un material de tabaco homogeneizado. El material de tabaco homogeneizado puede formarse por aglomeración de partículas de tabaco. Cuando esté presente, el material de tabaco homogeneizado puede tener un contenido de formador de aerosol igual o superior al 5 % en base de peso seco, y preferentemente entre más del 30 % en peso en una base de peso seco. El contenido de formadores de aerosoles puede ser menos de aproximadamente el 95 % en base de peso seco.

El sustrato formador de aerosol puede comprender alternativa o adicionalmente un material que no contiene tabaco. El sustrato formador de aerosol puede comprender un material de origen vegetal homogeneizado.

El sustrato formador de aerosol puede comprender, por ejemplo, uno o más de: polvo, gránulos, píldoras, espaguetis, tiras u láminas que contienen uno o más de: hoja de hierba, hoja de tabaco, fragmentos de costillas de tabaco, tabaco reconstituido, tabaco homogeneizado, tabaco extrusionado y tabaco expandido.

El sustrato formador de aerosol puede comprender al menos un formador de aerosol. El formador de aerosol puede ser cualquier compuesto o mezcla de compuestos conocidos adecuados que, durante el uso, facilitan la formación de un aerosol denso y estable que es esencialmente resistente a la degradación térmica en la temperatura de operación del dispositivo generador de aerosol. Los formadores de aerosol adecuados se conocen bien en la técnica e incluyen, pero no se limitan a: los alcoholes polihídricos, tales como el trietilenglicol, 1,3-butanoidol y la glicerina; los ésteres de alcoholes polihídricos, tales como el mono-, di- o triacetato de glicerol; y los ésteres alifáticos de ácidos mono-, di- o policarboxílicos, tales como el dodecanodioato de dimetilo y el tetradecanodioato de dimetilo. Particularmente, los formadores de aerosol preferidos son los alcoholes polihídricos o sus mezclas, tales como el trietilenglicol, 1,3-butanodiol y, la más preferida, la glicerina. El sustrato formador de aerosol puede comprender otros aditivos e ingredientes, tales como saborizantes. El sustrato formador de aerosol puede comprender preferentemente nicotina y al menos un formador de aerosol. En una modalidad particularmente preferida, el formador de aerosol es la glicerina.

Opcionalmente, el sustrato sólido formador de aerosol se puede proporcionar o incorporar en un portador térmicamente estable. El portador puede comprender una capa delgada sobre la que se deposita el sustrato sólido sobre una primera superficie principal, sobre una segunda superficie externa principal o sobre la primera y la segunda superficies principales. El portador puede estar formado, por ejemplo, por un papel o material similar al papel, una estera de fibra de carbono no tejida, un tamiz metálico de malla abierta de masa baja o una lámina metálica perforada o cualquier otra matriz polimérica térmicamente estable. Alternativamente, el portador puede tener la forma de polvo, gránulos, píldoras, fragmentos, espaguetis, tiras o láminas. El portador puede ser un conjunto de fibras o tejido no tejido en el cual se han incorporado los componentes del tabaco. El conjunto de fibras o tejido no tejido puede comprender, por ejemplo, fibras de carbón, fibras celulósicas naturales, o fibras de derivados de celulosa.

En algunos ejemplos, el sustrato formador de aerosol está en forma de suspensión. Por ejemplo, el sustrato generador de aerosol puede comprender melaza. Como se usa en la presente descripción, "melaza" significa una composición de sustrato formadora de aerosol que comprende aproximadamente un 20 % o más de azúcar. Por ejemplo, la melaza puede comprender al menos aproximadamente 25 % en peso de azúcar, como al menos aproximadamente 35 % en peso de azúcar. Típicamente, la melaza contendrá menos de aproximadamente 60 % en peso de azúcar, como menos de aproximadamente 50 % en peso de azúcar.

Los sustratos formadores de aerosol para usar con los dispositivos shisha tradicionales tienen forma de melaza, que puede ser heterogénea y puede contener grumos y cavidades. Tales cavidades evitan el contacto térmico directo entre el sustrato y una superficie calentada, lo que hace que la conducción térmica sea particularmente ineficaz. Como consecuencia, los dispositivos electrónicos de shisha calentados tienden a apartarse de la melaza tradicional al usar, por ejemplo, e-líquidos o piedras secas. Debido a la relación entre el área superficial calentada y el volumen de la cavidad del cartucho descrita en la presente solicitud, se pueden usar melazas de sustrato formador de aerosol más tradicionales para preservar el ritual típico y la experiencia de shisha mientras se usa calefacción eléctrica. Cualquier cantidad adecuada de melaza se puede disponer en la cavidad. En algunas modalidades preferidas, se disponen en la cavidad de aproximadamente 3 g a aproximadamente 25 g de la melaza. Preferentemente, se dispone en la cavidad de aproximadamente 7 g a aproximadamente 13 g de la melaza. Con mayor preferencia, se disponen en la cavidad alrededor de aproximadamente 10 g de la melaza.

El aire que entra en el cartucho fluye a través del sustrato formador de aerosol, arrastra el aerosol y sale del cartucho y del receptáculo a través de la salida del receptáculo. En el dispositivo shisha, el aire y el aerosol de la salida del receptáculo pueden ingresar a un recipiente.

El dispositivo shisha puede comprender cualquier recipiente adecuado que defina un volumen interior configurado para contener un líquido y que defina una salida en el espacio de cabeza por encima de un nivel de llenado de líquido. El recipiente puede comprender un alojamiento ópticamente transparente u opaca para permitir que un consumidor observe los contenidos contenido en el recipiente. El recipiente puede comprender una demarcación de llenado de líquido, tal como una línea de llenado de líquido. El alojamiento del recipiente puede estar formado por cualquier material adecuado. Por ejemplo, el alojamiento del recipiente puede comprender vidrio o material plástico rígido adecuado. Preferentemente, el recipiente se puede quitar de una porción del dispositivo shisha que comprende el elemento de generación de aerosol para permitir que un consumidor llene o limpie el recipiente.

El recipiente puede ser llenado hasta un nivel de líquido por un consumidor. El líquido comprende preferentemente agua, que opcionalmente puede estar infundida con uno o más colorantes, saborizantes o colorante y saborizantes. Por ejemplo, el agua se puede infundir con una o ambas infusiones botánicas o herbales.

El aerosol arrastrado por el aire que sale por la salida del receptáculo puede viajar a través de un conducto colocado en el recipiente. El conducto puede acoplarse a la salida del receptáculo y puede tener una abertura por debajo del nivel de llenado de líquido del recipiente, de manera que el aerosol que fluye a través del recipiente fluya a través de la abertura del conducto, luego a través del líquido, hacia el espacio de cabeza del recipiente y salga la salida del espacio de cabeza para la entrega a un consumidor.

La salida del espacio de cabeza puede acoplarse a una manguera que comprende una boquilla para suministrar el aerosol a un consumidor. La boquilla puede comprender un interruptor activable por un usuario o un sensor de bocanadas acoplado operativamente a los circuitos electrónicos de control del dispositivo shisha. Preferentemente, el interruptor o sensor de bocanadas está acoplado de forma inalámbrica a los circuitos electrónicos de control. La activación de un interruptor o sensor de bocanadas puede hacer que los circuitos electrónicos de control activen el elemento de calentamiento, en lugar de suministrar energía constantemente al elemento de calentamiento. En consecuencia, el uso de un interruptor o sensor de bocanadas puede servir para ahorrar energía con respecto a los dispositivos que no emplean dichos elementos para proporcionar calefacción según demanda en lugar de calefacción constante.

A efectos de ejemplo, un método para usar un dispositivo de narguile como se describe en la presente descripción se proporciona más abajo en orden cronológico. El recipiente puede separarse de otros componentes del dispositivo shisha y llenarse con agua. Se pueden añadir uno o más de zumos de frutas naturales, ingredientes botánicos e infusiones herbáceas al agua para el sabor. La cantidad de líquido agregado debe cubrir una porción del conducto, pero no debe exceder una marca de nivel de llenado que puede existir opcionalmente en el recipiente. Luego, el recipiente se vuelve a montar en el dispositivo shisha. Una porción del receptáculo puede retirarse o abrirse para permitir que el cartucho se inserte en el receptáculo. A continuación, el receptáculo se vuelve a montar o se cierra. A continuación, se puede encender el dispositivo. Un usuario puede tomar una bocanada con una boquilla hasta que se produzca un volumen deseado de aerosol para llenar la cámara de aerosol (definida por el volumen interno de la cubierta). El usuario puede tomar una bocanada de la pieza bucal como desee. El usuario puede continuar usando el dispositivo hasta que no se vea más aerosol en la cámara de aerosol. Preferentemente, el dispositivo se apagará automáticamente cuando se agote el sustrato generador de aerosol utilizable del cartucho. Alternativa o adicionalmente, el consumidor puede recargar el dispositivo con un cartucho nuevo después de, por ejemplo, recibir la indicación del dispositivo de que los consumibles están agotados o casi agotados. Si se rellena con un cartucho nuevo, el dispositivo puede seguir utilizándose. Preferentemente, el consumidor puede apagar el dispositivo shisha en cualquier momento, por ejemplo, apagando el dispositivo.

En algunos ejemplos, un usuario puede activar uno o más elementos de calentamiento usando un elemento de activación en, por ejemplo, la boquilla. El elemento de activación puede estar, por ejemplo, en comunicación inalámbrica con los circuitos electrónicos de control y puede enviar una señal a los circuitos electrónicos de control para activar el elemento de calentamiento desde el modo de espera hasta el calentamiento total. Preferentemente, dicha activación manual solo se habilita mientras el usuario toma una bocanada en la boquilla para evitar el sobrecalentamiento o el calentamiento innecesario del sustrato generador de aerosol en el cartucho.

En algunos ejemplos, la boquilla incluye un sensor de bocanadas en comunicación inalámbrica con los circuitos electrónicos de control y la toma de una bocanada en la boquilla por parte de un consumidor provoca la activación de los elementos de calentamiento desde un modo de espera hasta el calentamiento completo.

Un dispositivo shisha descrito en la presente descripción puede tener cualquier gestión de aire adecuada. En un ejemplo, la acción de tomar una bocanada del usuario creará un efecto de succión que causará una baja presión dentro del dispositivo que hará que el aire externo fluya a través de una entrada de aire del dispositivo, como una entrada del depósito o una entrada del canal de entrada de aire. Entonces, el aire puede fluir hacia el depósito o hacia el canal de entrada de aire fresco y hacia el receptáculo. Entonces, el aire puede fluir a través de un cartucho en el receptáculo para transportar el aerosol producido a partir del sustrato formador de aerosol en el cartucho. El aire con el aerosol arrastrado luego sale por la salida del receptáculo, fluye a través del conducto hacia el líquido dentro del recipiente. A continuación, el aerosol burbujeará fuera del líquido y entrará en el espacio de cabeza del recipiente por encima del nivel del líquido, saldrá por la salida del espacio de cabeza ya través de la manguera y la boquilla para su entrega al consumidor. El flujo de aire externo y el flujo del aerosol dentro del dispositivo shisha pueden ser impulsados por la acción de tomar una bocanada por parte del usuario.

Preferentemente, el montaje de todas las partes principales de un dispositivo shisha asegura el funcionamiento hermético del dispositivo. La función hermética debe garantizar que ocurra una gestión adecuada del flujo de aire. El funcionamiento hermético se puede lograr de cualquier manera adecuada. Por ejemplo, los sellos como anillos de sellado y arandelas se pueden usar para asegurar el sellado hermético.

Los anillos de sellado y las arandelas de sellado u otros elementos de sellado pueden estar hechos de cualquier material o materiales adecuados. Por ejemplo, los sellos pueden comprender uno o más compuestos de grafeno y compuestos de silicio. Preferentemente, los materiales están aprobados para su uso en humanos por la Administración de Alimentos y Medicamentos de los Estados Unidos.

Las partes principales, como el conducto del receptáculo, el alojamiento de la cubierta del receptáculo y el recipiente pueden estar hechos de cualquier material o materiales adecuados. Por ejemplo, estas partes pueden fabricarse de manera independiente de vidrio, compuestos a base de vidrio, polisulfona (PSU), polietersulfona (PES) o polifenilsulfona (PPSU). Preferentemente, las partes se forman de materiales adecuados para su uso en las máquinas de lavado de platos estándar.

En algunos ejemplos, una boquilla de la invención incorpora una característica de acoplamiento rápido macho/hembra para conectarse a una unidad de manguera.

Ahora se hará referencia a los dibujos, los cuales representan uno o más aspectos descritos en esta descripción. Sin embargo, se entenderá que otros aspectos no representados en los dibujos caen dentro del alcance de la invención tal como se define en las reivindicaciones. Los mismos números usados en las figuras se refieren a los mismos componentes, etapas y similares. Sin embargo, se entenderá que el uso de un número para hacer referencia a un componente en una figura dada no pretende limitar el componente en otra figura etiquetada con el mismo número. Adicionalmente, el uso de números diferentes para referirse a los componentes en las diferentes figuras no se prevé que indique que los componentes numerados diferentes no puedan ser los mismos o similares a otros componentes numerados. Las figuras se presentan con fines de ilustración y no de limitación. Los dibujos esquemáticos presentados en las figuras no están necesariamente a escala.

Figura 1 es una vista en sección esquemática de una modalidad de un dispositivo shisha.

Figura 2A es una vista en sección esquemática de una modalidad de una porción de una unidad de calentamiento y el cartucho asociado que contiene un sustrato formador de aerosol.

Figura 2B es una vista en sección transversal esquemática de una porción de la unidad de calentamiento representado en la Figura 2A.

Figura 2C es una vista en sección esquemática de una modalidad de una porción de una unidad de calentamiento representado en la Figura 2A, que muestra el flujo de aire a través del conjunto y el cartucho asociado.

Figura 3A es una vista en sección esquemática de una modalidad de porción de una unidad de calentamiento y cartucho asociado que contiene un sustrato formador de aerosol.

Figura 3B es una vista en sección transversal esquemática de una porción de la unidad de calentamiento representado en la Figura 3A.

Con referencia ahora a la Figura 1, se muestra un dibujo en sección esquemático de un ejemplo de un dispositivo shisha100. El dispositivo 100 incluye un recipiente 17 que define un volumen interior configurado para contener líquido 19 y define una salida de espacio de cabeza 15 por encima de un nivel de llenado para el líquido 19. El líquido 19 preferentemente comprende agua, que se puede dotar opcionalmente con uno o más colorantes, uno o más saborizantes, o uno o más colorantes o uno o más saborizantes. Por ejemplo, el agua se puede dotar con una o ambas de infusiones botánicas o infusiones de hierbas.

El dispositivo 100 también incluye una unidad de calentamiento 130. La unidad de calentamiento 130 incluye un calentador 160 que define un receptáculo 140 configurado para recibir un cartucho 150 que contiene un sustrato formador de aerosol. La unidad de calentamiento 130 incluye un canal de entrada de aire 170 que extrae aire fresco al dispositivo 100 a través de las entradas 137 en un alojamiento 135. Al menos una porción del canal de entrada de aire 170 está formada por el calentador 160 o está cerca de él, de manera que el aire en el canal 170 se calienta antes de ingresar al receptáculo 140 a través de la entrada del receptáculo 143. El aire precalentado luego ingresa al cartucho 150, que también es calentado por el calentador 160, para transportar el aerosol generado por el sustrato formador de aerosol en el contenedor 150. El aire sale por una salida de receptáculo 147.

Un conducto 190 lleva el aire y el aerosol desde la salida del receptáculo 147 al recipiente 17 por debajo del nivel del líquido 19. El aire y el aerosol pueden burbujear a través del líquido 19 y salir por la salida del espacio de cabeza 15 del recipiente 17. Se puede unir una manguera 20 a la salida 15 del espacio libre para llevar el aerosol a la boca de un usuario. Se puede unir una boquilla 25 o formar parte de la manguera 20.

La trayectoria de flujo de aire del dispositivo, en uso, se representa mediante flechas gruesas en la Figura 1.

La boquilla 25 puede incluir un elemento de activación 27. El elemento de activación 27 puede ser un interruptor, botón o similar, o puede ser un sensor de bocanadas o similar. El elemento de activación 27 puede colocarse en cualquier otra ubicación adecuada del dispositivo 100. El elemento de activación 27 puede estar en comunicación inalámbrica con los circuitos electrónicos de control 30 para poner el dispositivo 100 en condiciones de uso o para hacer que los circuitos electrónicos de control activen el calentador 160; por ejemplo, haciendo que el suministro de energía 35 energice el elemento de calentamiento 140.

Los circuitos electrónicos de control 30 y el suministro de energía 35 pueden estar ubicadas en cualquier posición adecuada del dispositivo 100 que no sea la porción inferior de la unidad de calentamiento 130 como se muestra en la Figura 1.

Las Figuras 2A-C muestran vistas esquemáticas de una porción de una unidad de calentamiento y el cartucho asociado 150 dispuestos en el receptáculo 140 definido, al menos en parte, por el calentador 160. Un manguito 270 está dispuesto alrededor del calentador 160. El manguito 270 tiene un cuerpo que define la trayectoria tortuosa del canal de entrada de aire 170. En la modalidad representada, la trayectoria tortuosa del canal de entrada de aire 170 es helicoidal (ver la Figura 2C, que muestra el flujo de aire). El aire en el canal 170 puede ser calentado por el calentador 160 antes de salir por la salida del canal que puede servir como la entrada del receptáculo 177, desde donde el aire precalentado puede ingresar a la entrada del receptáculo (no se muestra) y al cartucho 150 que contiene el sustrato formador de aerosol.

El manguito 270 se coloca a una distancia de aproximadamente 1 mm a 2 mm de la superficie externa del calentador 160 para formar un espacio de aire 171, pero puede estar en contacto con el calentador 160. El diámetro o anchura del canal de flujo de aire 170 definido por el manguito es de aproximadamente 5 mm. La longitud de la trayectoria tortuosa definido por el manguito 270 es de aproximadamente 50 cm a aproximadamente 60 cm en dependencia del número de rotaciones. El diámetro interno del manguito 270 es de aproximadamente 35 mm. La anchura del manguito 270 es de aproximadamente 10 mm. La longitud del calentador 160 es de aproximadamente 40 mm.

La unidad de calentamiento tiene un alojamiento 135 que tiene una entrada 137 en comunicación con el canal de entrada de aire 170 a través del depósito 200. El depósito 200 se forma entre el alojamiento 135 y el manguito 270. El manguito 270 es conductor térmico. Debido a que el manguito 270 es conductor térmico, el aire del depósito 200 puede calentarse. El volumen del depósito 200 es el volumen de una bocanada esperada del dispositivo shisha. En la modalidad representada, el volumen del depósito 200 es de 530 ml.

Figuras 3A-B muestran vistas esquemáticas de una porción de una unidad de calentamiento y el cartucho asociado 150 dispuestos en el receptáculo 140 definido, al menos en parte, por el calentador 160. Un manguito 270 está dispuesto alrededor del calentador 160. El manguito 270 tiene un cuerpo que define la trayectoria tortuosa del canal de entrada de aire 170. En la modalidad representada, la trayectoria tortuosa del canal de entrada de aire 170 es serpenteante. El aire del canal 170 puede ser calentado por el calentador 160 antes de salir por la salida del canal 177, desde donde el aire precalentado puede entrar en la entrada del receptáculo (no mostrada) y entrar en el cartucho 150 que contiene el sustrato formador de aerosol.

El manguito 270 se coloca a una distancia de aproximadamente 1 mm a 2 mm de la superficie externa del calentador 160 para formar un espacio de aire 171, pero puede estar en contacto con el calentador 160. El diámetro o anchura del canal de flujo de aire 170 definido por el manguito es de aproximadamente 5 mm. La longitud de la trayectoria tortuosa definido por el manguito 270 es de aproximadamente 10 cm a 40 cm en dependencia del número de vueltas. El diámetro interno del manguito 270 es de aproximadamente 35 mm. La anchura del manguito 270 es de aproximadamente 10 mm. La longitud del calentador 160 es de aproximadamente 40 mm.

La unidad de calentamiento tiene un alojamiento 135 que tiene una entrada en comunicación con el canal de entrada de aire 170 a través del depósito 200. El depósito 200 se forma entre el alojamiento 135 y el manguito 270. El manguito 270 es conductor térmico. Debido a que el manguito 270 es conductor térmico, el aire del depósito 200 puede calentarse. El volumen del depósito 200 es el volumen de una bocanada esperada del dispositivo shisha. En la modalidad representada, el volumen del depósito 200 es de 530 ml.

Claims (14)

REIVINDICACIONES

1. Un dispositivo (100) para calentar un sustrato formador de aerosol, que comprende:

un calentador (160) que comprende un elemento de calentamiento, una superficie interna y una superficie externa, en donde la superficie interna define al menos una porción de un receptáculo (140) configurado para recibir el sustrato formador de aerosol o un cartucho (150) que comprende el sustrato formador de aerosol; una entrada del receptáculo (143, 177) en comunicación con y corriente arriba el receptáculo (140);

una salida de receptáculo (147) en comunicación con, y corriente abajo del receptáculo (140);

un canal de entrada de aire (170) en comunicación con un entorno ambiental y la entrada del receptáculo (143, 177), en donde el canal de entrada de aire (170) define una trayectoria tortuosa entre el entorno ambiental y la entrada del receptáculo (143, 177), y en donde la trayectoria tortuosa del canal de entrada de aire (170) intercambia calor entre el calentador (160) y el aire en el canal de entrada de aire (170), en donde al menos una porción del canal de entrada de aire (170) está definida por la superficie externa del calentador (160).

2. Un dispositivo (100) de conformidad con la reivindicación 1, en donde la trayectoria tortuosa comprende una trayectoria serpenteante.

3. Un dispositivo (100) de conformidad con la reivindicación 1 o 2, en donde la trayectoria tortuosa comprende una trayectoria helicoidal.

4. Un dispositivo (100) de conformidad con cualquier reivindicación anterior, en donde el canal de entrada de aire (170) comprende protuberancias que se extienden en el canal.

5. Un dispositivo (100) de conformidad con cualquier reivindicación anterior, que comprende además un manguito (270) dispuesto alrededor del calentador (160), en donde el manguito (270) comprende un cuerpo que define al menos una porción del canal de entrada de aire (170).

6. Un dispositivo (100) de conformidad con la reivindicación 5, en donde el manguito (270) comprende un material conductor térmico.

7. Un dispositivo (100) de conformidad con la reivindicación 6, en donde el material conductor térmico comprende aluminio o alúmina.

8. Un dispositivo (100) de conformidad con cualquier reivindicación anterior que comprende además un depósito (200) en comunicación con el canal de entrada de aire (170), en donde el dispositivo (100) está configurado de manera que el aire puede fluir hacia el depósito (200), desde el depósito (200) hasta el canal de entrada de aire (170), y desde el canal de entrada de aire (170) hasta el receptáculo (140).

9. Un dispositivo (100) de conformidad con la reivindicación 8, en donde el dispositivo (100) comprende un alojamiento (135) y una entrada del alojamiento, en donde la entrada del alojamiento está en comunicación con el canal de entrada de aire (170), en donde el alojamiento (135) está dispuesto alrededor del elemento de calentamiento para formar dicho depósito (200) entre el alojamiento (135) y el elemento de calentamiento, en donde el dispositivo (100) está configurado de manera que el aire puede fluir a través de la entrada del alojamiento al depósito (200), desde el depósito (200) hasta la entrada de aire, y desde el canal de entrada de aire (170) hasta el receptáculo (140).

10. Un dispositivo (100) de conformidad con la reivindicación 8 o 9, en donde el volumen del depósito (200) es aproximadamente el mismo que el volumen esperado de una bocanada de un usuario del dispositivo (100).

11. Un dispositivo (100) de conformidad con cualquier reivindicación anterior, en donde el dispositivo (100) es un dispositivo shisha (100) que comprende, además:

un recipiente (17) configurado para contener líquido, el recipiente (17) que comprende un espacio de cabeza por encima de un nivel de llenado de líquido y que comprende una salida del recipiente (17) en comunicación con el espacio de cabeza; y

un conducto (190) que se extiende desde la salida del receptáculo (147) dentro del recipiente (17) hasta debajo del nivel de llenado de líquido.

12. Un dispositivo (100) de conformidad con cualquier reivindicación anterior, que comprende además un suministro de energía (35) y circuitos electrónicos de control (30) acoplados operativamente al elemento de calentamiento, en donde el sistema electrónico de control (30) está configurado para controlar la temperatura del elemento de calentamiento de manera que el calentador (160) calienta, pero no quema, el sustrato formador de aerosol.

13. Un sistema, que comprende:

un dispositivo (100) de conformidad con cualquier reivindicación anterior, y

un cartucho (150) que comprende un sustrato formador de aerosol, en donde el cartucho (150) está configurado para recibirse por el receptáculo (140) del calentador (160) del dispositivo (100).

14. Un sistema de conformidad con la reivindicación 13, en donde el sustrato formador de aerosol comprende tabaco.