ES2935299T3 - Sistemas de provisión de vapor - Google Patents

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Terry Lee Angell
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Abstract

La invención se refiere a un conjunto de vaporizador para uso en un sistema de suministro de vapor, en el que el conjunto de vaporizador comprende: un elemento de transporte de líquido formado por algodón; y un elemento calefactor que comprende una bobina de alambre resistivo alrededor de una parte del elemento de transporte de líquido, en el que el elemento calefactor tiene una resistencia eléctrica de entre 1,3 ohmios y 1,5 ohmios. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Sistemas de provisión de vapor
Campo de la invención
La presente divulgación se relaciona con sistemas de provisión de vapor, tales como sistemas de suministro de nicotina (por ejemplo, cigarrillos electrónicos y similares).
Antecedentes de la invención
Los sistemas electrónicos de provisión de vapor, tales como cigarrillos electrónicos (cigarrillos-e) contienen generalmente un material precursor de vapor, tal como un depósito de una fuente de líquido que contiene una formulación, que incluye usualmente nicotina, de la que se genera un vapor para inhalación por parte de un usuario, por ejemplo, a través de vaporización por calor. De este modo, un sistema de provisión de vapor comprenderá usualmente una cámara de generación de vapor que contiene un ensamblaje vaporizador dispuesto para vaporizar una porción del material precursor para generar un vapor en la cámara de generación de vapor El ensamblaje vaporizador con frecuencia comprenderá un serpentín calentador dispuesto alrededor de un elemento de transporte de líquido (mecha capilar) que está dispuesto para transportar líquido de la fuente de un depósito al serpentín calentador para vaporización. Cuando un usuario inhala en el dispositivo y se suministra energía eléctrica al ensamblaje vaporizador, el aire se extrae hacia el dispositivo a través de un orificio de entrada y hacia la cámara de generación de vapor donde el aire se mezcla con el material precursor vaporizado para formar un aerosol de condensación. Existe un canal de aire que conecta la cámara de generación de vapor y una abertura en la boquilla de forma que el aire extraído a través de la cámara de generación de vapor a medida que el usuario inhala en la boquilla continua a lo largo de la trayectoria de flujo a la abertura de la boquilla, llevando el vapor con este para su inhalación por parte del usuario.
El diseño de los aspectos relacionados con el ensamblaje vaporizador de un sistema de provisión de vapor puede jugar un papel importante en el rendimiento total del sistema, por ejemplo, en términos de ayudar a reducir la fuga, ayudar a proporcionar un nivel deseado de generación de vapor y ayudar a reducir la probabilidad de sobrecalentamiento debido a un reemplazo de líquido vaporizado que no sea lo suficientemente rápido, lo que puede llevar a sabores no deseados. En este documento se describen diversos enfoques que buscan ayudar a superar algunos de estos inconvenientes.
El documento WO2015/071703 divulga una unidad de atomización para uso en un cigarrillo electrónico que comprende: un alojamiento conectado de forma extraíble a una unidad de batería del cigarrillo electrónico; un cabezal de atomización que está conectado de forma extraíble a un extremo posterior del alojamiento, el cabezal de atomización comprende una base de soporte, un miembro que guía al líquido y una fibra que guía al líquido, la base de soporte que forma una cámara de atomización y que comprende un elemento calentador, el miembro que guía al líquido comprende una porción tubular que está montada sobre la base del soporte en un extremo posterior y que forma una boquilla que guía al líquido en un extremo frontal de esta; un miembro junta adaptado para conectar de forma extraíble el cabezal de atomización con el extremo posterior del alojamiento y el extremo posterior del alojamiento con el extremo frontal de la unidad de batería; y un contenedor desechable de líquido para contener un líquido que se va a vaporizar dentro de la cámara atomizadora.
El documento US2015/013702 divulga un cigarrillo electrónico, que incluye una cubierta límite, una junta de sellado, alambres calentadores, algodón que guía al aceite, una anillo de roscado, un anillo de sellado para sellar los alambres calentadores, un anillo aislante y una junta.
Breve descripción de la invención
De acuerdo con la invención, como se señala en la reivindicación 1, se proporciona un ensamblaje vaporizador para uso en un sistema de provisión de vapor, en donde el ensamblaje vaporizador comprende: un elemento de transporte de líquido formado de algodón; y un elemento calentador que comprende un serpentín de alambre resistor alrededor de una porción del elemento de transporte de líquido, en donde el elemento calentador tiene una resistencia eléctrica de entre 1 3 ohmios y 15 ohmios.
De acuerdo con un segundo aspecto, se proporciona un aparato que comprende el ensamblaje vaporizador de la reivindicación 1.
De acuerdo con un tercer aspecto, se proporciona unos medios de ensamblaje vaporizador para uso en un sistema de provisión de vapor, en donde el medio de ensamblaje vaporizador comprende: medio formado de algodón para transportar líquido; y medios de elementos calentadores que comprenden un serpentín de alambre resistor alrededor de una porción del medio de transporte de líquido, en donde el medio del elemento calentador tiene una resistencia eléctrica de entre 1,3 ohmios y 1,5 ohmios. De acuerdo con un cuarto aspecto, se proporciona un método para fabricar un ensamblaje vaporizador para uso en un sistema de provisión de vapor, en donde el método comprende: proporcionar un elemento de transporte de líquido formado de algodón, y formar un elemento calentador que comprende un serpentín de alambre resistor alrededor de una porción del elemento de transporte de líquido, en donde el elemento calentador tiene una resistencia eléctrica de entre 1,3 ohmios y 1,5 ohmios. Se apreciará que estas características y aspectos de la invención descrita en este documento en relación con los diversos aspectos de la divulgación son igualmente aplicables y se pueden combinar con realizaciones de la divulgación de acuerdo con otros aspectos según corresponda, y no solo en las combinaciones específicas que se describen en el presente.
Breve descripción de los dibujos
Las realizaciones de la invención se describirán ahora, solo a manera de ejemplo, con referencia a los dibujos que se anexan, en que:
La Figura 1 representa de forma esquemática en vista en perspectiva un sistema de provisión de vapor que comprende un cartucho y unidad de control (se muestran por separado) de acuerdo con ciertas realizaciones de la divulgación; la Figura 2 representa de forma esquemática en vista en perspectiva en despiece de componentes del cartucho del sistema de provisión de vapor de la Figura 1;
la Figura 3A a 3C representa de forma esquemática diversas vistas en sección transversal de una parte del alojamiento del cartucho del sistema de provisión de vapor de la Figura 1;
la Figura 4 es un diagrama de flujo que representa de forma esquemática etapas en un método de formado de material para uso como un elemento de transporte de líquido en un sistema de provisión de vapor de acuerdo con una realización de la divulgación;
la Figura 5 es un diagrama de flujo que representa etapas de forma esquemática en un método para conformar un ensamblaje vaporizador para uso en un sistema de provisión de vapor de acuerdo con una realización de la divulgación; la Figura 6 representa de forma esquemática un ensamblaje vaporizador de acuerdo con una realización de la divulgación; y
la Figura 7 es un gráfico que representa de forma esquemática la cantidad de vapor generado por un sistema de provisión de vapor del tipo representado en las Figuras 1 y 2 para mechas de diferentes materiales y para diversas resistencias de serpentín diferentes.
Descripción detallada de la invención
Los aspectos y características de algunos ejemplos y realizaciones se exponen / describen en este documento. Algunos aspectos y características de algunos ejemplos y realizaciones se pueden implementar de forma convencional y estos no se exponen / describen a detalla en aras de la brevedad. De este modo, se apreciará que los aspectos y características de los aparatos y métodos expuestos en este documento que no se describen a detalle se pueden implementar de acuerdo con cualesquier técnicas convencionales para implementar tales aspectos y características.
La presente divulgación se relaciona con sistemas de provisión de vapor, que también pueden denominarse sistemas de provisión de aerosol, tales como cigarrillos-e. A lo largo de la siguiente descripción el término "cigarrillo-e" o "cigarrillo electrónico" puede ser usado en ocasiones, pero se apreciará que este término se puede usar de forma intercambiable con sistema / dispositivo de provisión de vapor y sistema / dispositivo electrónico de provisión de vapor. Además, y como es común en el campo de la invención, los términos "vapor" y "aerosol", y términos relacionados tales como "vaporizar", "volatilizar" y "aerosolizar", se pueden usar generalmente de forma intercambiable.
Los sistemas de provisión de vapor (cigarrillos-e) con frecuencia, pero no siempre, comprenden un ensamblaje modular que incluye tanto una parte reutilizable (parte de la unidad de control) y una parte de cartucho reemplazable (desechable). Con frecuencia, la parte del cartucho reemplazable comprenderá el material precursor de vapor y el ensamblaje vaporizador y la parte reutilizable comprenderá el suministro de energía (por ejemplo, la batería recargable) y la circuitería de control. Se apreciará que estas partes diferentes pueden comprender además elementos que dependen de la funcionalidad. Por ejemplo, la parte reutilizable del dispositivo puede comprender una interfaz de usuario para recibir la entrada del usuario y visualizar características del estado de rendimiento, y la parte reemplazable del cartucho puede comprender un sensor de temperatura para ayudar en el control de temperatura. Los cartuchos se acoplan de forma eléctrica y mecánica a una unidad de control para su uso, por ejemplo, usando un tornillo roscado, un seguro o bayoneta de fijación con contactos eléctricos adecuadamente acoplados. Cuando el material precursor de vapor en un cartucho está vacío, o que el usuario desea cambiar a un cartucho diferente que tenga un material precursor de vapor distinto, el cartucho se puede extraer de la unidad de control y unirse un reemplazo del cartucho en su lugar. Los dispositivos que se conforman a este tipo de configuración modular de dos partes se pueden denominar generalmente como dispositivos de dos partes. También es común que los cigarrillos electrónicos tengan una forma generalmente alargada. En aras de proporcionar un ejemplo concreto, ciertas realizaciones de la divulgación que se describe en este documento se tomarán para comprender este tipo de dispositivos de dos partes generalmente alargado que emplea cartuchos desechables. Sin embargo, se apreciará que los principios subyacentes descritos en este documento se adoptarán igualmente para diferentes configuraciones de cigarrillos electrónicos, por ejemplo, dispositivos de una sola parte o dispositivos modulares que comprenden más de dos partes, dispositivos rellenables y dispositivos desechables de un solo uso, así como dispositivos que se conforman en otras formas generales, por ejemplo, con base en los llamados dispositivos tanques (box-mod) de alto desempeño que usualmente tienen más una forma tipo caja. Más generalmente, se apreciará que ciertas realizaciones de la divulgación son con base en enfoques que buscan ayudar a optimizar el rendimiento del ensamblaje vaporizador en sistemas de suministro de vapor de acuerdo con los principios descritos en este documento, y otros aspectos de construcción y funcionales de los cigarrillos electrónicos que implementan enfoques de acuerdo con ciertas realizaciones de la divulgación no son de importancia primordial y pueden, por ejemplo, implementarse de acuerdo con cualquier enfoque establecido.
La Figura 1 es una vista en perspectiva esquemática de un sistema / dispositivo de provisión de vapor (cigarrillo-e) 1 de acuerdo con ciertas realizaciones de la divulgación. Los términos sobre la posición en relación con la localización de diversos aspectos del cigarrillo electrónico (por ejemplo, términos tales como superior, inferior, encima, debajo, parte superior, parte inferior etc.) se pueden usar en este documento con referencia a la orientación del cigarrillo electrónico como se muestra en la Figura 1 (a menos que el contexto lo indique de otra manera). Sin embargo, se apreciará que es meramente para facilitar la explicación y no pretende indicar que se necesita alguna orientación para el cigarrillo electrónico que se está usando.
El cigarrillo-e 1 comprende dos componentes principales, es decir, un cartucho 2 y una unidad de control 4. La unidad de control 4 y el cartucho 2 se muestran separados en la Figura 1, pero están acoplados en conjunto cuando están en uso.
El cartucho 2 y la unidad de control 4 se acoplan al establecer un mecanismo y conexión eléctrica entre estos. La forma específica en que se establece la conexión mecánica y eléctrica no es de importancia primordial para los principios que se describen en este documento y se pueden establecer de acuerdo con técnicas convencionales, por ejemplo, alrededor de un tornillo roscado, bayoneta, seguro o fijación mecánica de ajuste por fricción con contactos / electrodos eléctricos dispuestos de forma adecuada para establecer la conexión eléctrica entre las dos partes, según sea necesario. Para el cigarrillo electrónico 1 de ejemplo representado en la Figura 1, el cartucho comprende un extremo boquilla 52 y un extremo interfaz 54 y está acoplado a la unidad de control al insertar una porción del extremo de la interfaz 6 en el extremo interfaz del cartucho en un receptáculo correspondiente 8 / sección receptora de la unidad de control. La porción del extremo interfaz 6 del cartucho es un ajuste forzado que es receptáculo 8 e incluye salientes 56 que acoplan con retenes en la superficie interior de una pared receptáculo 12 que define al receptáculo 8 para proporcionar un acoplamiento mecánico liberable entre el cartucho y la unidad de control. Se establece una conexión eléctrica entre la unidad de control y el cartucho a través de un par de contactos eléctricos en la parte inferior del cartucho (no se muestra en la Figura 1) y pernos de contacto con resorte correspondientes en la base del receptáculo 8 (no se muestra en la Figura 1). Como se señaló anteriormente, la forma específica en que se establece la conexión eléctrica no es significativa para los principios que se describen en este documento, y, de hecho, algunas implementaciones pueden no tener en absoluto una conexión eléctrica entre el cartucho y una unidad de control, por ejemplo, debido a que la transferencia de energía eléctrica de la parte reutilizable al cartucho puede ser inalámbrica (por ejemplo, con base en técnicas de inducción electromagnética).
El cigarrillo electrónico 1 tiene generalmente una forma alargada que se extiende a lo largo de un eje longitudinal L. Cuando el cartucho está acoplado a la unidad de control, la longitud total del cigarrillo electrónico en este ejemplo (a lo largo del eje longitudinal) es de alrededor de 12,5 cm. La longitud total de la unidad de control es de alrededor de 9 cm y la longitud total del cartucho es de alrededor de 5 cm (es decir, existe alrededor de 1,5 cm de superposición entre la porción del extremo de la interfaz 6 del cartucho y el receptáculo 8 de la unidad de control cuando están acoplados en conjunto). El cigarrillo electrónico tiene una sección transversal que generalmente es ovalada y que es más grande alrededor de la mitad del cigarrillo electrónico y se estrecha de forma curva hacia los extremos. La sección transversal alrededor de la mitad del cigarrillo electrónico tiene una anchura de alrededor de 2,5 cm y un espesor de alrededor de 1,7 cm. El extremo del cartucho tiene una anchura de alrededor de 2 cm y un espesor de alrededor de 0,6 mm, en tanto que el otro extremo del cigarrillo electrónico tiene una anchura de alrededor de 2 cm y un espesor de alrededor de 1,2 cm. El alojamiento exterior del cigarrillo electrónico está formado de plástico en este ejemplo. Se apreciará que el tamaño y forma específica del cigarrillo electrónico y el material del que esté elaborado no es de importancia primordial para los principios descritos en este documento y pueden ser diferentes en diferentes implementaciones. Debe decirse que los principios descritos en este documento pueden adoptarse igualmente para cigarrillos electrónicos que tengan tamaños, formas y / o materiales diferentes.
La unidad de control 4 pueden ser ampliamente convencionales de acuerdo con ciertas realizaciones de la divulgación en términos de su funcionalidad y técnicas de construcción general. En el ejemplo de la Figura 1, la unidad de control 4 comprende un alojamiento exterior de plástico 10 que incluye la pared del receptáculo 12 que define el receptáculo 8 para que reciba el extremo del cartucho, como se señaló anteriormente. El alojamiento exterior 10 de la unidad de control 4 en este ejemplo tiene una sección transversal generalmente ovalada que se conforma a la forma y el tamaño del cartucho 2 en su interfaz para proporcionar una transición suave entre las dos partes. El receptáculo 8 y la porción del extremo 6 del cartucho 2 son simétricos cuando se rotan a 180° de forma que el cartucho se puede insertar en la unidad de control en dos orientaciones diferentes. Se apreciará que algunas implementaciones pueden no tener ningún grado de simetría rotatoria de forma que el cartucho se acopla a la unidad de control solo en una orientación al mismo tiempo que otras implementaciones pueden tener un alto grado de simetría rotatoria de forma que el cartucho se acople a la unidad de control en más orientaciones. La pared del receptáculo 12 incluye dos aberturas de entrada de aire de la unidad de control 14 (es decir, orificios en la pared). Cuando está en uso, al momento en que un usuario inhala el dispositivo, el aire se extrae a través de estos orificios y a lo largo de los espacios respectivos entre la parte del cartucho 2 y la pared del receptáculo 12 proporcionado por porciones planas 7 en la parte del cartucho hacia el extremo de la interfaz de la parte del cartucho 54 donde ingresa el aire al cartucho a través de una abertura en el extremo de la base del cartucho (la entrada de aire no ve en la Figura 1). Se apreciará que incluso lejos de las porciones planas 7, la porción del extremo de la interfaz 6 del cartucho 2 no forma un sello hermético con la pared del receptáculo 12 de forma que se puede extraer algo de aire hacia el cartucho a través de los espacios entre el cartucho y la unidad de control 4.
La unidad de control además comprende una batería 16 para proporcionar energía para que funcione el cigarrillo electrónico, circuitería de control 18 para controlar y monitorear la operación del cigarrillo electrónico, un botón de ingreso del usuario 20, un indicador de luz 22, y un puerto de carga 24.
La batería 16 en este ejemplo es recargable y puede ser de tipo convencional, por ejemplo, del tipo que se usa normalmente en cigarrillos electrónicos y otras aplicaciones que requieren la provisión de corrientes relativamente altas en periodos relativamente cortos. La batería 16 se puede recargar a través del puerto de carga 24, que puede, por ejemplo, comprender un conector USB.
El botón de entrada 20 en este ejemplo es un botón mecánico convencional, por ejemplo, que comprende un componente montado en un resorte que se puede presionar por un usuario para establecer un contacto eléctrico en la circuitería subyacente. En este sentido, el botón de entrada se puede considerar un dispositivo de entrada para detectar el ingreso del usuario, por ejemplo, para la generación del disparo de vapor, y la forma específica en que se implementa el botón no es significativa. Por ejemplo, otras formas de botón mecánico o de botón sensible al tacto (por ejemplo, con base en la capacitancia o en técnicas ópticas sensitivas) se pueden usar en otras implementaciones, o puede no haber botón y el dispositivo puede depender de un detector de caladas para disparar la generación de vapor.
La luz indicadora 22 se proporciona para dar a un usuario una indicación visual de diversas características asociadas con el cigarrillo electrónico, por ejemplo, una indicación de un estado de rendimiento (por ejemplo, encendido / apagado / en espera), y otras características, tales como la vida de la batería y condiciones predeterminadas. Las diferentes características se pueden, por ejemplo, señalar a través de colores diferentes y / o diferentes secuencias de flashazos de acuerdo con técnicas generalmente convencionales.
La circuitería de control 18 está configurada / programada de forma adecuada para controlar la operación del cigarrillo electrónico para proporcionar funciones de operación en línea con las técnicas establecidas para controlar cigarrillos electrónicos. La circuitería de control (circuitería del procesador) 18 se puede considerar que comprende de forma lógica diversas subunidades / elementos de circuitería asociadas con diferentes aspectos de la operación del cigarrillo electrónico. Por ejemplo, dependiendo de la funcionalidad proporcionada en diferentes implementaciones, la circuitería de control 18 puede comprender circuitería de control de suministro de energía para controlar el suministro de energía de la batería al cartucho en respuesta al ingreso del usuario, la circuitería de programación del usuario para establecer los ajustes de configuración (es decir, ajustes de energía usuarios por el usuario) en respuesta al ingreso del usuario, así como otras unidades / circuitería funcional asociada con la funcionalidad de acuerdo con los principios descritos en este documento y con aspectos convencionales de operación de los cigarrillos electrónicos, tales como circuitería de control de visualización del indicador de luz y circuitería de detección de ingreso del usuario. Se apreciará que la funcionalidad de la circuitería de control 18 se puede proporcionar de diferentes formas, por ejemplo, usando uno o más ordenadores programados adecuados y / o uno o más circuitos / circuitería / chips / conjuntos de chips configurados adecuados específicos para aplicación configurados para proporcionar la funcionalidad deseada.
La Figura 2 es una vista en perspectiva esquemática en despiece del cartucho 2 (en despiece a lo largo del eje longitudinal L). El cartucho 2 comprende una parte alojamiento 32, un sello del canal de aire 34, un tubo de salida 38, un ensamblaje vaporizador 36 que comprende un calentador 40 y un elemento de transporte de líquido 42, un tapón resiliente 44, y una tapa del extremo 48 con electrodos de contacto 46.
La Figura 3A es una vista en corte de la parte alojamiento 32 a través del eje longitudinal L donde la parte alojamiento 32 es la más delgada. La Figura 3B es una vista en corte de la parte alojamiento 32 a través del eje longitudinal L donde la parte alojamiento 32 es la más ancha. La Figura 3C es una vista esquemática de la parte alojamiento a lo largo del eje longitudinal L desde el extremo interfaz 54 (es decir, visto desde debajo en la orientación de las Figuras 3A y 3B).
La parte alojamiento 32 en este ejemplo comprende una pared exterior alojamiento 64 y un tubo interior del alojamiento 62 que en este ejemplo está formado de una sola moldura de polipropileno. La pared exterior del alojamiento 64 define la apariencia externa del cartucho 2 y el tubo interior del alojamiento 62 define una parte del canal de aire a través del cartucho. La parte alojamiento está abierta en el extremo de la interfaz 54 del cartucho y está cerrada en el extremo de la boquilla 52 del cartucho, excepto por una abertura / salida de vapor 60 de la boquilla en comunicación fluida con el tubo interior del alojamiento 62. La pared exterior 64 de la parte alojamiento 32 comprende orificios que proporcionan cavidades del seguro 68 dispuestas para recibir las proyecciones del seguro correspondiente 70 en la tapa del extremo 48 para fijar la tapa del extremo para que sea una parte alojamiento cuando se ensambla el cartucho.
El sello del canal de aire 34 es generalmente una moldura de silicona en forma de un tubo que tiene un orificio de paso 80. La pared exterior del sello de canal de aire 34 incluye pliegues circunferenciales 84 y un collar superior 82. La pared del sello de canal de aire 34 incluye también pliegues circunferenciales, pero estos no son visibles en la Figura 2. Cuando el cartucho se ensambla el sello del canal de aire 34 se monta al tubo interior del alojamiento 62 con un extremo del tubo interior del alojamiento 62 que se extiende parcialmente en el orificio de paso 80 del sello del canal de aire 34. El orificio de paso 80 en el sello del canal de aire tiene un diámetro de alrededor de 5,8 mm en su estado relajado al mismo tiempo que el extremo del tubo interior del alojamiento 62 tiene un diámetro de alrededor de 6,2 mm de forma que se forma un sello cuando el sello del canal de aire 34 se extiende para acomodar el tubo interior del alojamiento 62. Este sello se facilita por los pliegues de la superficie interior del sello del canal de aire 34.
El tubo de salida 38 comprende una sección tubular de acero inoxidable ANSI 304 con un diámetro interno de alrededor de 8,6 mm y un espesor de pared de alrededor de 0,2 mm. El extremo de la parte inferior del tubo de salida 38 incluye un par de ranuras diametralmente opuestas 88 con un extremo de cada ranura que tiene una cavidad semicircular 90. Cuando el cartucho se ensambla el tubo de salida 38 se monta en la superficie exterior del sello del canal de aire 34. El diámetro exterior del sello del canal de aire es de alrededor de 9,0 mm en su estado relajado de forma que se forma un sello cuando el sello del canal de aire 34 se comprime para ajustar dentro del tubo de salida 38. Este sello se facilita por los pliegues 84 en la superficie exterior del sello del canal de aire 34. El collar 80 en el sello del canal de aire 34 proporciona un alto para el tubo de salida 38.
El elemento de transporte de líquido 42 comprende una mecha capilar y el calentador 40 comprende un alambre de resistencia enrollado alrededor de la mecha capilar.
Además de la porción del alambre de resistencia enrollado alrededor de la mecha capilar 42 para proporcionar el calentador 40, el ensamblaje vaporizador 36 comprende además conductores eléctricos 41 que pasan a través de los orificio de paso en el tapón resiliente 44 para entrar en contacto con los electrodos 46 montados en la tapa del extremo 54 para permitir que se suministre la energía al calentador 40 a través de la interfaz eléctrica establecida cuando se conecta el cartucho a una unidad de control. Los conductores del calentador 41 pueden comprender el mismo material que el alambre de resistencia enrollado alrededor de la mecha del capilar que forma el calentador 40, pero en este ejemplo los conductores del calentador 41 comprenden un material diferente (un material de baja resistencia) conectado al alambre de resistencia del calentador alrededor de la mecha capilar. En este ejemplo el calentador 40 comprende un serpentín de alambre de aleación de níquel y cromo (NiCromo), la mecha 42 comprende algodón orgánico, y el conductor del calentador 41 comprende alambre de níquel N6 soldado a los respectivos extremos del serpentín del calentador 40 en empalmes de soldadura 43. Algunos aspectos y características adicionales del ensamblaje vaporizador de acuerdo con las diferentes realizaciones de la divulgación se describen con mayor detalle a continuación.
Cuando se ensambla el cartucho, la mecha 42 es recibida en la cavidad semicircular 90 del tubo de salida 38 de forma que una porción central de la mecha alrededor de la que está enrollado el serpentín calentador está dentro del tubo de salida al mismo tiempo que las porciones del extremo de la mecha están fuera del tubo de salida 38.
El tapón resiliente 44 en este ejemplo comprende una sola moldura de silicona. El tapón resiliente comprende una parte base 100 que tiene una pared exterior 102 y una pared interior 104 que se extiende hacia afuera desde la parte base 100 y que rodea un orificio de paso central (no es visible en la Figura 2) a través de la parte base 100. Cuando el cartucho se ensambla y está en uso, el aire que ingresa al cartucho a través de una abertura en la tapa del extremo 54 se extrae a través del orificio de paso central en el tapón resiliente 44 y hacia la vecindad del calentador 40 del ensamblaje vaporizador 36.
La pared exterior 102 del tapón resiliente 44 se conforma a una superficie interior de la parte alojamiento 32 de forma que cuando el cartucho se ensambla el tapón resiliente 44 forma un sello con la parte alojamiento 32. La pared interior 104 del tapón resiliente 44 se conforma a una superficie interior del tubo de salida 38 de forma que cuando el cartucho se ensambla el tapón resiliente 44 forma un sello con el tubo de salida 38. La pared interior 104 incluye un par de ranuras diametralmente opuestas 108 donde el extremo de cada ranura tiene una cavidad semicircular 110. Una sección de apoyo 112 se extiende hacia afuera (es decir, en una dirección hacia afuera del eje longitudinal del cartucho) desde la parte inferior de cada ranura en la pared interior 104 conformada para recibir una sección del elemento de transporte de líquido 42 cuando se ensambla el cartucho. Las ranuras 108 y las cavidades semicirculares 110 proporcionadas por la pared interior del tapón resiliente 44 y las ranuras 88 y las cavidades semicirculares 90 del tubo de salida 38 están alineadas de forma que las ranuras 88 en el tubo de salida 38 acomodan respectivamente uno de los apoyos 112 con las cavidades semicirculares respectivas en el tubo de salida y el tapón resiliente que coopera para definir los orificios a través de los que pasa el elemento de transporte de líquido 42. El tamaño de los orificios proporcionados por las cavidades semicirculares a través de las que pasa el elemento de transporte de líquido corresponde muy de cerca al tamaño y forma del elemento de transporte de líquido, pero son ligeramente más pequeños de forma que se proporciona un grado de compresión por la resistencia del tapón resiliente 44. Esto permite que el líquido sea transportado a lo largo del elemento de transporte de líquido por acción capilar al mismo tiempo que se restringe la medida en que el líquido que no es transportado por acción capilar puede pasar a través de las aberturas. Como se señaló anteriormente, el tapón resiliente 44 incluye además aberturas en la parte base 100 a través de las cuales pasan los cables de contacto 41 para el serpentín calentador 40 cuando se ensambla el cartucho. En este ejemplo, la parte inferior de la parte base del tapón resiliente incluye separadores 116 que mantienen un descentrado entre la superficie restante de la parte inferior de la parte base y la tapa del extremo 48. Estos separadores 116 incluyen las aberturas a través de las cuales pasa el cable de contacto eléctrico 41 para el serpentín calentador.
La tapa del extremo 48 comprende una moldura de polipropileno con un par de postes electrodos de cobre doradoplateado 46 montados en este.
Los extremos de los postes electrodos 46 en el lado de la parte inferior de la tapa del extremo están cercanos para alinearse con el extremo interfaz 54 del cartucho proporcionado por la tapa del extremo 48. Estas son las partes de los electrodos a las que está alineadas de forma correspondiente los contactos de resorte en la unidad de control conectada cuando el cartucho está ensamblado y conectado a la unidad de control. Los extremos de los postes electrodos en el interior del cartucho se extienden desde la tapa del extremo 48 y hacia los orificios en el tapón resiliente 44 a través de los que pasan los conductores de contacto 41. Los postes electrodos son ligeramente más grandes en relación con los orificios e incluyen un chaflán en sus extremos superiores para facilitar la inserción en los orificios en el tapón resiliente 44 donde se mantienen en contacto a presión con los conductores de contacto 41 para el calentador 40 en virtud de la naturaleza resiliente del tapón resiliente.
La tapa del extremo tiene una sección base 124 y una pared vertical 120 que se conforma a la superficie interior de la parte alojamiento 32. La pared vertical 120 de la tapa del extremo 48 se inserta en la parte alojamiento 32 de forma que las proyecciones seguro 70 acoplan con las cavidades del seguro 68 en la parte alojamiento 32 para ajustar a presión la tapa del extremo 48 a la parte alojamiento cuando se ensambla el cartucho. La parte superior de la pared vertical 120 de la tapa del extremo 48 ensambla una parte periférica del tapón resiliente 44 y la cara inferior de los separadores 116 en el tapón resiliente también ensamblan la sección base 124 del tapón resiliente de forma que cuando la tapa del extremo 48 se une a la parte alojamiento se presiona contra la parte resiliente 44 para mantenerla en compresión ligera.
La porción base 124 de la tapa del extremo 48 incluye un filo periférico más allá de la base de la pared vertical 112 con un espesor que corresponde con el espesor de la pared exterior de la parte alojamiento en el extremo interfaz del cartucho.
Cuando el cartucho se ensambla, se forma un canal de aire se extiende desde la entrada de aire en la tapa del extremo 54 a la salida de vapor 60 a través del cartucho. Empezando desde la entrada de aire en la tapa del extremo, se proporciona una primera porción del canal de aire por el orificio de paso a través del tapón resiliente 44. Se proporciona una segunda porción del canal de aire por la región dentro de la pared interior 104 del tapón resiliente 44 y el tubo de salida 38 alrededor del calentador 40. Esta segunda porción del canal de aire también se puede referir como la región de generación de vapor, esta es la región primaria en que se genera el vapor durante el uso. El canal de aire desde la entrada de aire en la base de la tapa del extremo 54 a la región de generación de vapor se puede denominar una sección de entrada de aire del canal de aire. Se proporciona una tercera porción del canal de aire por el resto del tubo de salida 38. Se proporciona una cuarta porción del canal de aire por el tubo interior del alojamiento exterior 62 que conecta el canal de aire a la salida de vapor 60. El canal de aire de la región de generación de vapor que va a ser la salida de vapor se puede denominar una sección de salida de vapor del canal de aire.
Cuando se ensambla un cartucho se forma un depósito para líquido formado por espacio fuera del canal de aire y dentro de la parte alojamiento 32. Este se puede llenar durante la fabricación, por ejemplo, a través de un orificio de paso que se sella después, o por otros medios. La naturaleza específica del líquido, por ejemplo, en términos de su composición, no es de importancia primordial para los principios que se describen en este documento, y en general se puede usar cualquier líquido convencional del tipo usado normalmente en los cigarrillos electrónicos. El depósito se cierra en el extremo de la interfaz del cartucho por el tapón resiliente 44. El elemento de transporte de líquido (mecha capilar) 42 del ensamblaje vaporizador 36 pasa a través de aberturas en la pared del canal de aire proporcionado por la cavidad semicircular 110, 90 en el tapón resiliente 44 y el tubo de salida 38, y las secciones de apoyo 112 en el tapón resiliente 44 que acoplan entre sí como se expuso anteriormente. De este modo, los extremos del elemento de transporte de líquido 42 se extienden hacia el depósito del que se extrae el líquido a través de las aberturas en el canal de aire al calentador 40 para su posterior vaporización.
Cuando está en uso normal, el cartucho 2 se acopla a la unidad de control 4 y la unidad de control se activa para suministrar energía al cartucho a través de los electrodos de contacto 46 en la tapa del extremo 48. Después, la energía pasa a través de los cables de conexión 41 al calentador 40. De este modo, el calentador se calienta eléctricamente y así vaporiza una porción del líquido desde el elemento de transporte de líquido en la vecindad del calentador. Esto genera vapor en la región de generación de vapor de la trayectoria del aire. El líquido que se vaporiza desde el elemento de transporte de líquido se reemplaza por más líquido extraído del depósito por acción capilar. Mientras que el calentador se activa y un usuario inhala en el extremo de la boquilla 52 del cartucho, el aire se extrae hacia el cartucho a través de la entrada de aire en la tapa del extremo 54 y hacia la región de generación de vapor que circunda el calentador 40 a través del orificio de paso en la parte base 100 del tapón resiliente 44. El aire entrante se mezcla con vapor generado del calentador para formar un aerosol de condensación, que después se extrae a lo largo del tubo de salida 38 y la parte alojamiento interno 62 antes de salir a través de la salida de la boquilla/salida de vapor 60 para que lo inhale el usuario. En algunas implementaciones de ejemplo, el canal de aire de la entrada de aire a la salida de vapor puede tener su área de sección transversal más pequeña donde pasa a través del orificio en el tapón resiliente. Esto es, el orificio en el tapón resiliente puede ser el responsable primario de controlar la resistencia total para extraer el cigarrillo electrónico.
Como se señaló anteriormente, de acuerdo con determinadas realizaciones de la divulgación, el elemento de transporte de líquido 42 puede comprender algodón, por ejemplo, algodón japonés. En tanto que se conoce que el algodón que se va a usar como un material para mecha en los sistemas de provisión de vapor, los inventores han reconocido nuevos enfoques al realizar esto en algunos escenarios para mejorar el rendimiento. Por ejemplo, un enfoque conocido para proporcionar una mecha de algodón para un cigarrillo electrónico es cortar tiras de una hoja plana de algodón y enrollar las tiras de algodón para formar el elemento mecha que se alimenta a lo largo del eje de un serpentín calentador preformado. Sin embargo, los inventores han determinado que se puede proporcionar un rendimiento mejorado de diversas formas, por ejemplo, al proporcionar una mecha que comprenda dos o más hilos de algodón torcido, en oposición a una tira enrollada de algodón, y / o envolver el alambre calentador alrededor de una mecha para formar un serpentín calentador que comprenda la mecha, en oposición a insertar una mecha en un serpentín preformado, y / o seleccionar una resistencia adecuada del serpentín calentador para complementar una mecha de algodón. Los aspectos y características de estos nuevos enfoques se describen con mayor detalle a continuación.
La Figura 4 es un diagrama de flujo que representa de forma esquemática un método para formar material para usarse como un elemento de transporte de líquido (es decir, un material mecha) en un ensamblaje vaporizador de un sistema de provisión de vapor de acuerdo con determinadas realizaciones de la divulgación, por ejemplo, el ensamblaje vaporizador 36 que se expuso anteriormente.
En la etapa S1 se proporciona la materia prima para el material mecha. En este ejemplo, la materia prima comprende algodón peinado, por ejemplo, algodón orgánico de calidad médica, que puede, por ejemplo, ser algodón japonés. El algodón puede tener fibras de longitudes relativamente largas, por ejemplo, una longitud de fibra promedio de alrededor de 31 mm. Se apreciará que esto es meramente un ejemplo de material específico y la longitud promedio de la fibra para una implementación específica, y en otros ejemplos, la materia prima puede comprender una forma diferente de algodón y / o tener una longitud promedio de fibra diferente, por ejemplo, una longitud promedio de fibra mayor que alrededor de 15 mm, por ejemplo, mayor que alrededor de 20 mm, por ejemplo, mayor que alrededor de 25 mm, por ejemplo, mayor que alrededor de 30 mm.
En la etapa S2 la materia prima se forma en haces que tienen una masa de alrededor de 250 kg. Se apreciará que este es meramente un ejemplo del tamaño del haz para una implementación específica, y en otros ejemplos, la materia prima se puede formar en haces de masas diferentes, por ejemplo, una masa de haces mayor que alrededor de 100 kg, por ejemplo, mayor que alrededor de 150 kg, por ejemplo, mayor que alrededor de 200 kg y / o la masa de haces puede ser menor que alrededor de 400 kg, por ejemplo, menor que alrededor de 350 kg, por ejemplo, menor que alrededor de 300 kg. Más generalmente, se apreciará que el tamaño específico de los haces se puede seleccionar de acuerdo con la capacidad de la línea de procesamiento que se va a usar y la cantidad de material mecha deseado.
En la etapa S3 los haces de material mecha se lavan (rebajar y blanquear). Esto se realiza al colocar cuatro haces de materia prima (es decir, alrededor de una tonelada) en un recipiente de lavado que contiene agua (líquido de lavado) y alrededor de 0,5 % (por ejemplo, en peso) de NaOH de calidad médica, alrededor de 1,8 % (por ejemplo, en peso) de H2O2 de calidad médica, y alrededor de 3,0 % (por ejemplo, en peso) de monohidrato de ácido cítrico calidad alimenticia por alrededor de 2,5 horas. Se apreciará que estos parámetros son meramente ejemplos para una implementación específica, y en otras implementaciones se pueden usar parámetros diferentes. Por ejemplo, en algunos casos, el proceso de lavado se puede aplicar a lotes de más o de menos haces, por ejemplo, habiendo considerado la capacidad del recipiente de lavado y la cantidad de material mecha deseado.
Además, la cantidad de tiempo que pasa la materia prima en el líquido de lavado puede ser diferente en casos distintos. Por ejemplo, más generalmente la cantidad de tiempo que tarde en el líquido de lavado puede ser más de alrededor de 1 hora, por ejemplo, más de alrededor de 1,5 horas, por ejemplo, más de alrededor de 2 horas y / o la cantidad de tiempo que pasa en el líquido de lavado puede ser menor que alrededor de 4 horas, por ejemplo, menos que alrededor de 3,5 horas, por ejemplo, menos que alrededor de 3 horas.
También, la composición específica del líquido de lavado puede ser diferente en diferentes implementaciones.
Por ejemplo, en algunos casos el líquido de lavado puede comprender NaOH en una proporción diferente, por ejemplo, una cantidad en peso mayor que alrededor de 0,1 %, por ejemplo, mayor que alrededor de 0,2 %, por ejemplo, mayor que alrededor de 0,3 %, por ejemplo, mayor que alrededor de 0,4 % y / o una cantidad en peso menor que alrededor de 1 %, por ejemplo, menor que alrededor de 0,9 %, por ejemplo, menor que alrededor de 0,8 %, por ejemplo, menor que alrededor de 0,7 %, por ejemplo, menor que alrededor de 0,6 %. Además, el líquido de lavado puede comprender, en lugar o, además, una alternativa químicamente adecuada al NaOH, tal como otro hidróxido básico / alcalino.
De modo parecido, en algunos casos el líquido de lavado puede comprender en H2O2 en una proporción diferente, por ejemplo, una cantidad en peso mayor que alrededor de 0,5 %, por ejemplo, mayor que alrededor de 0,7 %, por ejemplo, mayor que alrededor de 0,9 %, por ejemplo, mayor que alrededor de 1,1 %, por ejemplo, mayor que alrededor de 1,3 %, por ejemplo, mayor que alrededor de 1,5 % y / o una cantidad en peso menor que alrededor de 3 %, por ejemplo, menor que alrededor de 2,8 %, por ejemplo, menor que alrededor de 2,6 %, por ejemplo, menor que alrededor de 2,4 %, por ejemplo, menor que alrededor de 2,2 %, por ejemplo, menor que alrededor de 2,0 %. Además, el líquido de lavado puede comprender, en lugar o, además, una alternativa químicamente adecuada, tal como otro agente oxidante / blanqueador.
Además, en algunos casos el líquido de lavado puede comprender monohidrato de ácido cítrico en una proporción diferente, por ejemplo, una cantidad en peso mayor que alrededor de 1 %, por ejemplo, mayor que alrededor de 1,5 %, por ejemplo, mayor que alrededor de 2,0 %, por ejemplo, mayor que alrededor de 2,5 % y / o una cantidad en peso menor que alrededor de 5 %, por ejemplo, menor que alrededor de 4,5 %, por ejemplo, menor que alrededor de 4 %, por ejemplo, menor que alrededor de 3,5 %. Más aún, el líquido de lavado puede comprender, en lugar o, además, una alternativa químicamente adecuada.
En la etapa S4 los haces de materia prima lavada se extraen del recipiente de lavado y se permite que reposen (drenen) por alrededor de 30 minutos. Se apreciará que este es meramente un ejemplo de la duración del reposo para una implementación específica, y en otros ejemplos los haces de lavado se pueden dejar por un tiempo más largo o corto. Por ejemplo, más generalmente, la duración del reposo puede ser mayor que alrededor de 10 minutos, por ejemplo, mayor que alrededor de 15 minutos, por ejemplo, mayor que alrededor de 20 minutos, por ejemplo, mayor que alrededor de 25 minutos y / o el tiempo de reposo puede ser menor que alrededor de 60 minutos, por ejemplo, menor que alrededor de 50 minutos, por ejemplo, menor que alrededor de 45 minutos, por ejemplo, menor que alrededor de 40 minutos, por ejemplo, menor que alrededor de 35 minutos.
En la etapa S5 los haces de materia prima lavados se calientan a alrededor de120 grados Celsius por alrededor de 5 minutos para que sequen. Se apreciará que estos parámetros son meramente ejemplos para una implementación específica, y en otras implementaciones se pueden usar parámetros diferentes. Por ejemplo, más generalmente, el tiempo de secado en la etapa S5 puede ser mayor que alrededor de 1 minutos, por ejemplo, mayor que alrededor de 2 minutos, por ejemplo, mayor que alrededor de 3 minutos, por ejemplo, mayor que alrededor de 4 minutos y / o el tiempo de reposo puede ser menor que alrededor de 20 minutos, por ejemplo, menor que alrededor de 15 minutos, por ejemplo, menor que alrededor de 10 minutos, por ejemplo, menor que alrededor de 9 minutos, por ejemplo, menor que alrededor de 8 minutos, por ejemplo, menor que alrededor de 7 minutos, por ejemplo, menor que alrededor de 6 minutos. Además, más generalmente, la temperatura de secado en la etapa S5 puede ser mayor que alrededor de 90 grados Celsius, por ejemplo, mayor que alrededor de 95 grados Celsius, por ejemplo, mayor que alrededor de 100 grados Celsius, por ejemplo, mayor que alrededor de 105 grados, Celsius por ejemplo, mayor que alrededor de 110 grados Celsius, por ejemplo, mayor que alrededor de 115 grados Celsius y / o la temperatura de secado en la etapa S5 puede ser menor que alrededor de 150 grados Celsius, por ejemplo, menor que alrededor de 145 grados Celsius, por ejemplo, menor que alrededor de 140 grados Celsius, por ejemplo, menor que alrededor de 135 grados Celsius, por ejemplo, menor que alrededor de 130 grados Celsius, por ejemplo, menor que alrededor de 125 grados Celsius.
En la etapa S6 el algodón seco se estira en hilos de algodón con una masa lineal (masa por longitud) de alrededor de 0,7 g/m y un área en sección transversal de alrededor de 5 mm2. Esto se puede realizar usando técnicas convencionales de estirado del hilo de algodón, por ejemplo, usando un marco de estirado configurado adecuadamente. Se apreciará que esto es meramente un ejemplo de masa lineal de hilo y área de sección transversal para una implementación específica. En otros ejemplos, el algodón se puede estirar para formar un hilo con una masa lineal diferente y / o diferentes áreas transversales. Por ejemplo, en algunos casos el hilo puede tener una masa lineal mayor que alrededor de 0,3 g/m, por ejemplo, mayor que alrededor de 0,4 g/m, por ejemplo, mayor que alrededor de 0,5 g/m, por ejemplo, mayor que alrededor de 0,6 g/m y / o una masa lineal de hilo menor que alrededor de 1,2 g/m, por ejemplo, menor que alrededor de 1,1 g/m, por ejemplo, menor que alrededor de 1,0 g/m, por ejemplo, menor que alrededor de 0,9 g/m, por ejemplo, menor que alrededor de 0,8 g/m. Además, en algunos ejemplos el hilo puede tener un área transversal mayor que alrededor de 1 mm2, por ejemplo, mayor que alrededor de 2 mm2, por ejemplo, mayor que alrededor de 3 mm2, por ejemplo, mayor que alrededor de 4 mm2, y / o el hilo puede tener un área transversal menor que alrededor de 9 mm2, por ejemplo, menor que alrededor de 8 mm2, por ejemplo, menor que alrededor de 7 mm2, por ejemplo, menor que alrededor de 6 mm2.
En la etapa S7 se tuercen dos hilos de algodón en conjunto para formar el material mecha. En este ejemplo los dos hilos se tuercen relativamente sueltos, es decir, con una longitud de torcido relativamente grande, por ejemplo, con alrededor de 22 torsiones por metro (es decir, un paso promedio de alrededor de 4,5 cm por cada hilo). En otros ejemplos los hilos se pueden torcer para formar el material mecha con un número diferente de giros / torsiones por metro. Por ejemplo, en algunos casos el número de torsiones por metro puede ser mayor que alrededor de 10, por ejemplo, mayor que alrededor de 12, por ejemplo, mayor que alrededor de 14, por ejemplo, mayor que alrededor de 16, por ejemplo, mayor que alrededor de 18, por ejemplo, mayor que alrededor de 20, y / o el número de torsiones por metro puede ser grados 34, por ejemplo, menor que alrededor de 32, por ejemplo, menor que alrededor de 30, por ejemplo, menor que alrededor de 28, por ejemplo, menor que alrededor de 26, por ejemplo, menor que alrededor de 24. Además, en tanto en este ejemplo el material mecha consiste en dos hilos torcidos de algodón, en otros ejemplos puede haber más de dos hilos torcidos de algodón, por ejemplo, tres hilos torcidos de algodón, por ejemplo, tres hilos torcidos de algodón, cuatro hilos torcidos de algodón, cinco hilos torcidos de algodón o más hilos torcidos de algodón. En cualquier caso, la etapa S7 se puede realizar usando técnicas convencionales de torcido de hilos de algodón convencional, por ejemplo, usando una máquina de torcido de hilos configurada de forma adecuada. Los dos hilos de algodón se tuercen en conjunto en este ejemplo, de forma que el material mecha resultante tiene una masa linear de alrededor de 1,4 (+/- 10%) g/m y un diámetro característico de alrededor de 3,5 (+1,0 / -0,5) mm.
Se apreciará que el material mecha no tendrá en general una sección transversal estrictamente circular, y en ese sentido, el diámetro característico del material mecha se puede considerar que corresponde al diámetro de un círculo que tiene la misma área en sección transversal que la mecha en un plano perpendicular a su longitud (es decir, diámetro característico = 2 * raíces cuadradas (área de sección transversal / pi)). Se apreciará también que el diámetro característico del material mecha muy probablemente variará en alguna medida a lo largo de la longitud del material mecha, y en ese sentido, el diámetro característico se puede considerar que es de un diámetro característico de longitud promedio (es decir, en promedio en una longitud que es mayor que la escala esperada de variaciones usuales en diámetro, por ejemplo, en dos o tres centímetros). De este modo, mientras que el término diámetro se puede usar en este documento para fines de simplicidad, se apreciará que este debe interpretarse (tanto en relación con el material mecha como para los hilos que comprenden ese material) como una referencia a un diámetro característico con longitud promedio. Por ejemplo, un diámetro que corresponde al de un círculo que tiene la misma área en sección transversal de longitud promedio del material mecha, por ejemplo, en promedio sobre la longitud usual de una mecha en un ensamblaje vaporizador que comprende el material mecha, por ejemplo, en promedio en alrededor de 1 cm, 2 cm, 3 cm o más. En ese sentido, el diámetro de una sección de material mecha no comprimida puede estar caracterizado en algunos aspectos como el diámetro de un cilindro que tiene la misma longitud y volumen que el material mecha no comprimido, y de modo parecido para una sección de material mecha comprimido.
Se apreciará que los valores para la masa lineal del material mecha y el diámetro característico son ejemplos de una implementación específica. En otros ejemplos los algodón hilos se pueden torcer en conjunto para formar el material mecha con una masa lineal y diámetro característico diferentes. Por ejemplo, en algunos casos el material mecha puede tener una masa lineal mayor que alrededor de 0,5 g/m, por ejemplo, mayor que alrededor de 0,6 g/m, por ejemplo, mayor que alrededor de 0,7 g/m, por ejemplo, mayor que alrededor de 0,8 g/m, por ejemplo, mayor que alrededor de 0,9 g/m, por ejemplo, mayor que alrededor de 1,0 g/m, por ejemplo, mayor que alrededor de 1,1 g/m, por ejemplo, mayor que alrededor de 1,2 g/m, por ejemplo, mayor que alrededor de 1,3 g/m y / o el material mecha puede tener una masa lineal menor que alrededor de 2,5 g/m, por ejemplo, menor que alrededor de 2,4 g/m, por ejemplo, menor que alrededor de 2,3 g/m, por ejemplo, menor que alrededor de 2,2 g/m, por ejemplo, menor que alrededor de 2,1 g/m, por ejemplo, menor que alrededor de 2,0. g/m, por ejemplo, menor que alrededor de 1,9 g/m, por ejemplo, menor que alrededor de 1,8 g/m, por ejemplo, menor que alrededor de 1,7 g/m, por ejemplo, menor que alrededor de 1,6 g/m, por ejemplo, menor que alrededor de 1,5 g/m. Además, en algunos casos el material mecha puede tener un diámetro característico mayor que alrededor de 2,7 mm, por ejemplo, mayor que alrededor de 2,8 mm, por ejemplo, mayor que alrededor de 2,9 mm, por ejemplo, mayor que alrededor de 3,0 mm, por ejemplo, mayor que alrededor de 3,1 mm, por ejemplo, mayor que alrededor de 3,2 mm, por ejemplo, mayor que alrededor de 3,3 mm, por ejemplo, mayor que alrededor de 3,4 mm y / o el material mecha puede tener un diámetro característico menor que alrededor de 4,5 mm, por ejemplo, menor que alrededor de 4,4 mm, por ejemplo, menor que alrededor de 4,3 mm, por ejemplo, menor que alrededor de 4,2 mm, por ejemplo, menor que alrededor de 4,1 mm, por ejemplo, menor que alrededor de 4,0 mm, por ejemplo, menor que alrededor de 3,9 mm, por ejemplo, menor que alrededor de 3,8 mm, por ejemplo, menor que alrededor de 3,7 mm, por ejemplo, menor que alrededor de 3,6 mm. Una tolerancia aceptable para los parámetros del material mecha dependerán de la implementación que se trate. En este ejemplo se asume que una tolerancia aceptable para la masa lineal del material mecha es alrededor de /- 10 % y una tolerancia aceptable para el diámetro característico del material mecha es alrededor de 1 mm / - 0,5 mm. Más generalmente, el métodos de fabricación para el material mecha puede implicar controlar el diámetro del material mecha para cumplir con un diámetro objetivo dentro de una tolerancia de 5% / -2,5% del diámetro objetivo.
En términos del área de sección transversal en un plano perpendicular al eje de la extensión del material mecha (es decir, en el plano de la sección transversal más pequeña), estos intervalos de ejemplo del material mecha corresponden al material mecha que tiene una sección transversal mayor que 5,7 mm2, por ejemplo, mayor que alrededor de 6,2 mm2, por ejemplo, mayor que alrededor de 6,6 mm2, por ejemplo, mayor que alrededor de 7,1 mm2, por ejemplo, mayor que alrededor de 7,5 mm2, por ejemplo, mayor que alrededor de 8,0 mm2, por ejemplo, mayor que alrededor de 8,6 mm2, por ejemplo, mayor que alrededor de 9,1 mm2 y / o el material mecha puede tener una sección transversal menor que 15,9 mm2, por ejemplo, menor que alrededor de 15,2 mm2, por ejemplo, menor que alrededor de 14,5 mm2, por ejemplo, menor que alrededor de 13,9 mm2, por ejemplo, menor que alrededor de 13,2 mm2, por ejemplo, menor que alrededor de 12,6 mm2, por ejemplo, menor que alrededor de 11,9 mm2, por ejemplo, menor que alrededor de 11,3 mm2, por ejemplo, menor que alrededor de 10,8 mm2, por ejemplo, menor que alrededor de 10,2 mm2.
Una vez que el material mecha se ha formado al torcer un par de hilos de algodón como se expuso anteriormente con referencia a la etapa S7, se puede someter en algunos ejemplos a monitoreo de control de calidad / pruebas como se señala de forma esquemática en la etapa S8. Existen diversas pruebas diferentes que se pueden adoptar para fines de control de calidad, y las pruebas se pueden aplicar para todo el material mecha (por ejemplo, pruebas relacionadas con la apariencia visual) o a muestras seleccionadas del material (por ejemplo, para pruebas de destrucción) de acuerdo con los principios establecidos de las pruebas por lotes de un proceso de producción. Por ejemplo, como se señala en la etapa S8, puede haber en algunos ejemplos uno o más de los siguientes requerimientos: (i) el material mecha debe ser blanco y sin partículas extrañas (por ejemplo, pruebas para detectar contaminación); (ii) una muestra de material mecha, por ejemplo, 5 g, debe hundirse en el agua dentro de un tiempo determinado, por ejemplo, 10 segundos (por ejemplo, para probar absorbencia); (iii) una muestra debe tener una tensión a la rotura de alrededor de 2,94 (+/- 0,98) N [0,3 (+/- 0,1) kgf] (por ejemplo, para probar resistencia); (iv) la longitud promedio de la fibra debe ser de alrededor de 31 mm (esto se puede probar, por ejemplo, usando un aparato probador de capacitancia lineal).
En la etapa S9, asumiendo que el lote actual de material mecha pasa las pruebas de control de calidad en la etapa S8, el material mecha se forma en rollos para su almacenamiento y / o posterior manejo. En este ejemplo se asume que cada rollo comprende 1 (+/- 10 %) kg de material mecha. Sin embargo, se apreciará que el tamaño del rollo puede ser diferente en distintas implementaciones, por ejemplo, al considerar la escala en que el material mecha se va a procesar para formar los ensamblaje vaporizador.
En el procesamiento de ejemplo representado en la Figura 4 se asume que el material mecha se almacena antes de cualquier procesamiento adicional (es decir, antes de ser incorporado a los ensamblaje vaporizador), y como se señala en la etapa S10, de acuerdo con el método propuesto en este documento, el material mecha almacenado en bolsas de calidad alimenticia bajo 40 % a 70 % de humedad.
De este modo, la Figura 4 representa de forma esquemática una aproximación para formar el material mecha para su uso en un ensamblaje vaporizador de un cigarrillo electrónico de acuerdo con ciertas realizaciones de la divulgación, por ejemplo, para su uso en el cigarrillo electrónico 1 representado en las Figuras 1 y 2. Se apreciará que el método representado en la Figura 4 es meramente un ejemplo específico, y las modificaciones a este enfoque se pueden adoptar de acuerdo con otras realizaciones de la divulgación. Por ejemplo, algunas de las etapas representadas en la Figura 4 se pueden omitir en algunas implementaciones de ejemplo. Por ejemplo, una etapa de pruebas de control de calidad a lo largo de las líneas representadas en la Figura 4 en la etapa S8 pueden no implementarse en algunos ejemplos. Además, como ya se señaló anteriormente, se apreciará que los parámetros específicos de ejemplo representados en la Figura 4 son indicativos de valores adecuados para una implementación proporcionada a manera de un ejemplo concreto, y se pueden usar diferentes valores específicos en otras implementaciones. Se apreciará que diversas etapas del método establecido anteriormente en relación con la Figura 4 se pueden formar manual o automáticamente con una máquina configurada de forma adecuada.
La Figura 5 es un diagrama de flujo que representa de forma esquemática un método para formar un ensamblaje vaporizador para un sistema de provisión de vapor de acuerdo con ciertas realizaciones de la divulgación, por ejemplo, el ensamblaje vaporizador 36 expuesto anteriormente, usando material mecha fabricado de acuerdo con los principios representados en la Figura 4. Sin embargo, se apreciará en otro ejemplo que los principios representados en la Figura 5 se pueden aplicar para formar un vaporizador con un elemento de transporte de líquido que no está hecho de acuerdo con los principios establecidos en la Figura 4.
El procesamiento inicia en la etapa T1 con un rollo de material mecha derivado del procesamiento de la Figura 4 (el material mecha se ha extraído de cualquier bolsa / recipiente de almacenamiento).
En la etapa T2 el rollo de material mecha se somete a pruebas de control de calidad. Existen diversas pruebas diferentes que se pueden adoptar para fines de control de calidad, algunas de las cuales pueden corresponder a los enfoques de pruebas de control de calidad expuestos anteriormente con referencia a la etapa S8 en la Figura 4. Las pruebas se pueden aplicar al rollo de material mecha como un todo (por ejemplo, las pruebas que se relacionan con apariencia visual) o para muestras del material (por ejemplo, para pruebas de destrucción) de acuerdo con los principios establecidos de las pruebas del lote del producto. Por ejemplo, como se señala en la etapa T2, puede haber en algunos ejemplos uno o más de los siguientes requerimientos: (i) el material mecha debe ser blanco y sin partículas extrañas (por ejemplo, pruebas para detectar contaminación); (ii) el rollo de material mecha debe tener una masa de 1 (+/- 10 %) kg; (iii) una muestra de material mecha, por ejemplo, 5 g, debe hundirse en el agua dentro de un tiempo determinado, por ejemplo, 10 segundos (por ejemplo, para probar absorbencia); (iv) una muestra debe tener una tensión a la rotura de alrededor de 2,94 (+/- 0,98) N [0,3 (+/- 0,1) kgf] (por ejemplo, para probar resistencia); (v) la longitud promedio de la fibra debe ser de alrededor de 31 mm (esto se puede probar, por ejemplo, usando un aparato probador de capacitancia lineal); (vi) el del material mecha debe ser de alrededor de 3,5 (+1,0 / -0,5) mm. Se apreciará, por supuesto, que estos parámetros de control de calidad específicos son con base en estas características deseadas para el material mecha como se expuso anteriormente en relación con el proceso de fabricación de la Figura 4. En otras implementaciones de ejemplo el material mecha puede tener diferentes valores objetivo para estos parámetros, como se expuso anteriormente, y en cuyo caso las pruebas de control de calidad se modificarán en consecuencia.
En la etapa T3 una sección del alambre calentador se enrolla alrededor del material mecha para formar un serpentín calentador. Como se señaló anteriormente, en este ejemplo el alambre calentador comprende una aleación de níquel cromo (NiCromo), por ejemplo, una aleación 80:20 de Ni:Cr. Sin embargo, se apreciará que en otros ejemplos se pueden usar materiales diferentes, por ejemplo, otros alambres de resistencia eléctrica del tipo usado anteriormente en cigarrillos electrónicos. En otro ejemplo el calentador puede no comprender un serpentín, sino que puede, por ejemplo, comprender un collar tubular que tiene un tamaño total similar al serpentín en este ejemplo.
En este ejemplo el alambre tiene un diámetro de alrededor de 0,188 (+/- 0,020) mm y está formado sobre un serpentín alrededor del material mecha que tiene un diámetro exterior de alrededor de 2,5 (+/- 0,2) mm y un paso promedio de alrededor de 0,60 (+/- 0,2) mm. El serpentín en este ejemplo comprende ocho vueltas completas (es decir, un total de 8,5 rotaciones del alambre alrededor del material mecha) y la longitud del serpentín alrededor del material mecha es de alrededor de 5,0 (+/- 0,5) mm. La longitud total del alambre que forma el serpentín es de alrededor de 70 (+/- 2,5) mm. El alambre que comprende el serpentín en este ejemplo tiene una resistencia eléctrica de 1,4 (+/- 0,1) ohmios. En los ejemplos que se exponen en este documento, las referencias a la resistencia del serpentín calentador van a tomarse para referirse a la resistencia medida cuando el serpentín está frío -es decir, no cuando se está calentando para generar vapor, cuando su resistencia será un poco mayor que cuando está frío. Se apreciará que estas características de los ejemplos de serpentín de una implementación específica, y en otros ejemplos se pueden adoptar valores diferentes para estas características.
En algunos casos el diámetro del alambre calentador puede ser mayor que alrededor de 0,15 mm, por ejemplo, mayor que alrededor de 0,16 mm, por ejemplo, mayor que alrededor de 0,17 mm, por ejemplo, mayor que alrededor de 0,18 mm, y / o el diámetro del alambre calentador puede ser menor que alrededor de 0,23 mm, por ejemplo, menor que alrededor de 0,22 mm, por ejemplo, menor que alrededor de 0,21 mm, por ejemplo, menor que alrededor de 0,19 mm.
En algunos casos el serpentín formado del alambre calentador puede tener un diámetro exterior que es mayor que alrededor de 2,0 mm, por ejemplo, mayor que alrededor de 2,1 mm, mayor que alrededor de 2,2 mm, por ejemplo, mayor que alrededor de 2,3 mm, por ejemplo, mayor que alrededor de 2,4 mm, y / o el serpentín formado del alambre calentador puede tener un diámetro exterior que es menor que alrededor de 3,0 mm, por ejemplo, menor que alrededor de 2,9 mm, por ejemplo, menor que alrededor de 2,8 mm, por ejemplo, menor que alrededor de 2,7 mm, menor que alrededor de 2,6 mm.
En términos de un diámetro interior del serpentín (que corresponde al diámetro exterior de la porción de la mecha comprimida por el elemento calentador), en algunos ejemplos el serpentín formado del alambre calentador puede tener un diámetro interior que es, por ejemplo, mayor que alrededor de 1,6 mm, por ejemplo, mayor que alrededor de 1,7 mm, mayor que alrededor de 1,8 mm, por ejemplo, mayor que alrededor de 1,9 mm, por ejemplo, mayor que alrededor de 2,0 mm, y / o el serpentín formado del alambre calentador puede tener un diámetro interior que es menor que alrededor de 2,6 mm, por ejemplo, menor que alrededor de 2,5 mm, por ejemplo, menor que alrededor de 2,4 mm, por ejemplo, menor que alrededor de 2,3 mm, menor que alrededor de 2,1 mm.
En algunos casos el serpentín formado del alambre calentador puede tener un paso que es mayor que alrededor de 0,4 mm, mayor que alrededor de 0,45 mm, por ejemplo, mayor que alrededor de 0,5 mm, por ejemplo, mayor que alrededor de 0,55 mm, y / o el serpentín formado del alambre calentador puede tener un paso que es menor que alrededor de 0,85 mm, por ejemplo, menor que alrededor de 0,8 mm, por ejemplo, menor que alrededor de 0,75 mm, por ejemplo, menor que alrededor de 0,7 mm, menor que alrededor de 0,65 mm.
En algunos casos, el serpentín puede comprender más que 5 vueltas completas de alambre alrededor del material mecha, más que 6 vueltas completas de alambre alrededor del material mecha o más que 7 vueltas completas de alambre alrededor del material mecha, y / o menos que 10 vueltas completas de alambre alrededor del material mecha, menos 11 vueltas completas de alambre alrededor del material mecha o menos que 12 vueltas completas de alambre alrededor del material mecha. En algunos ejemplos, el serpentín puede comprender 8 o 9 vueltas completas de alambre alrededor del material mecha.
En algunos casos el serpentín formado del alambre calentador puede extenderse a lo largo del material mecha en más que alrededor de 3 mm, más que alrededor de 3,5 mm, por ejemplo, más que alrededor de 4 mm, por ejemplo, más que alrededor de 4,5 mm, y / o el serpentín formado del alambre calentador puede extenderse a lo largo del material mecha en menos que alrededor de 8 mm, por ejemplo, menos que alrededor de 7,5 mm, por ejemplo, menos que alrededor de 7 mm, por ejemplo, menos que alrededor de 6,5 mm, menos que alrededor de 6 mm.
En algunos ejemplos un serpentín que comprende el alambre calentador puede tener una resistencia eléctrica mayor que alrededor de 1,3 ohmios, por ejemplo, mayor que alrededor de 1,32 ohmios, por ejemplo, mayor que alrededor de 1,34 ohmios, por ejemplo, mayor que alrededor de 1,36 ohmios, por ejemplo, mayor que alrededor de 1,38 ohmios, y / o el alambre que comprende el serpentín puede tener una resistencia eléctrica menor que alrededor de menor que alrededor de 1,5 ohmios, por ejemplo, menor que alrededor de 1,48 ohmios, por ejemplo, menor que alrededor de 1,46 ohmios, por ejemplo, menor que alrededor de 1,44 ohmios, por ejemplo, menor que alrededor de 1,42 ohmios. En este sentido, se apreciará como un asunto práctico que las resistencias de ejemplo expuestas en este documento se pueden medir directamente a través de los extremos del alambre de resistencia mismo, o se pueden medir entre puntos en los cables de conexión que conectan al serpentín calentador a su suministro de energía dado que la resistencia adicional de los cables de conexión mismos será mínima en comparación con la resistencia del serpentín calentador. Por ejemplo, una forma conveniente de medir la resistencia del calentador en un sistema de provisión de vapor ensamblado del tipo representado en las Figuras 1 y 2 puede ser medir la resistencia entre los conectores eléctricos 46 que proporcionan la interfaz eléctrica para la parte del cartucho, en tanto que, durante el ensamblado, en su lugar la resistencia se puede medir entre puntos en los cables de conexión respectivos 41, por ejemplo. Por supuesto, se apreciará que no habrá necesidad de medir la resistencia de los ensamblados vaporizador individuales durante la fabricación para establecer su resistencia dado que la resistencia del serpentín está controlada por el material del alambre y la geometría (es decir, la longitud y el espesor). De este modo, una vez que se conoce un material del serpentín y la geometría para proporcionar la resistencia deseada, se puede asumir que los serpentines elaborados para este diseño tienen la resistencia deseada sin requerir que se mida en realidad.
Se apreciará para los parámetros de ejemplo establecidos anteriormente que el material mecha está comprimido por el alambre calentador envuelto alrededor del material mecha que forma el serpentín. En particular, en este ejemplo, el diámetro del material mecha dentro del serpentín está comprimido de su diámetro fabricado inicialmente (diámetro en reposo) de alrededor de 3,5 mm hasta un diámetro de alrededor de 2,1 mm (dado que el serpentín está formado con un diámetro externo de alrededor de 2,5 mm y un espesor del alambre de un poco menos de 0,2 mm). De este modo, en este ejemplo, el diámetro del material mecha es comprimido por el serpentín a aproximadamente 60 % de su diámetro del estado en reposo. Esto es decir que el diámetro del material mecha es comprimido por alrededor de 40 % del serpentín envuelto alrededor del material mecha. Esto corresponde a una reducción en el área de sección transversal de la mecha dentro del serpentín de alrededor de 64 % (es decir, de alrededor de 9,6 mm2 antes de la compresión a alrededor de 3,5 mm2 después de la compresión por el serpentín). Los inventores han identificado que este tipo de compresión de la mecha por el serpentín puede proporcionar un ensamblaje vaporizador que tiene un rendimiento general mejorado en relación con los enfoques existentes, por ejemplo, en términos de la cantidad de vapor producido y la probabilidad reducida de sabores no deseados derivados del sobrecalentamiento. Se apreciará que se pueden adoptar diferentes cantidades de compresión en diferentes implementaciones de ejemplo. Por ejemplo, en algunos casos el diámetro del material mecha se puede comprimir por el serpentín calentador en una cantidad que es mayor que alrededor de 20 %, por ejemplo, mayor que alrededor de 25 %, por ejemplo, mayor que alrededor de 30 %, por ejemplo, mayor que alrededor de 35 %, y / o el diámetro del material mecha se puede comprimir por el serpentín calentador en una cantidad que es menor que alrededor de 60 %, por ejemplo, menor que alrededor de 55 %, por ejemplo, menor que alrededor de 50 %, por ejemplo, menor que alrededor de 45 %.
Como se evidenció anteriormente, un diámetro característico de un elemento de transporte de líquido que tiene una sección transversal no circular se puede definir por referencia al diámetro de un círculo que tiene la misma área que la sección transversal del elemento de transporte de líquido. En este sentido, la cantidad en que está comprimido el material mecha por el calentador se puede definir también por referencia a la reducción en el área de sección transversal del material mecha (en un plano perpendicular a su eje de extensión más larga) causada por el serpentín calentador. De este modo, en algunos ejemplos la sección transversal del material mecha se puede comprimir por el serpentín en alrededor de 65 % (por ejemplo, de alrededor de 3,5 mm de diámetro a 2,1 mm de diámetro, como en el ejemplo específico expuesto anteriormente). Más generalmente, de acuerdo con algunas implementaciones el área de la sección transversal del material mecha se puede comprimir por el serpentín calentador en más que alrededor de 25 %, por ejemplo, más que alrededor de 30 %, por ejemplo, más que alrededor de 35 %, por ejemplo, más que alrededor de 40 %, por ejemplo, más que alrededor de 45 %, por ejemplo, más que alrededor de 50 %, por ejemplo, más que alrededor de 55%, por ejemplo, más que alrededor de 60 %, y / o el área de la sección transversal del material mecha se puede comprimir por el serpentín calentador en una cantidad que es menor que alrededor de 90%, por ejemplo, menor que alrededor de 85 %, por ejemplo, menor que alrededor de 80 %, por ejemplo, menor que alrededor de 75 %, por ejemplo, menor que alrededor de 70 %. Se apreciará en este contexto que la compresión del área del material mecha en X % pretende indicar el área de sección transversal después de que la compresión es X % del área de la sección transversal del material mecha antes de la compresión / donde no está comprimida.
En la etapa T4 una sección del material mecha que tiene una longitud de alrededor de 20 (+/- 2) mm y que está centrado alrededor del serpentín se corta del material mecha, por ejemplo, usando un cortador mecánico. La longitud de corte del material mecha proporciona el elemento de transporte de líquido (mecha) para un sistema de provisión de vapor de acuerdo con determinadas realizaciones de la divulgación. En este sentido, la longitud específica del material mecha que se corta en la etapa T4 se puede seleccionar al haber considerado la longitud deseada del elemento de transporte de líquido para la configuración del cigarrillo electrónico que se trate. De este modo, en tanto que en este ejemplo se corta una longitud de alrededor de 20 mm del material mecha, en otros ejemplos el material mecha se puede cortar a una longitud diferente. Por ejemplo, en algunos la longitud de corte del material mecha puede ser mayor que alrededor de 10 mm, por ejemplo, mayor que alrededor de 12 mm, mayor que alrededor de 14 mm, por ejemplo, mayor que alrededor de 16 mm, por ejemplo, mayor que alrededor de 18 mm, y / o la longitud de corte del material mecha puede ser menor que alrededor de 30 mm, por ejemplo, menor que alrededor de 28 mm, por ejemplo, menor que alrededor de 26 mm, por ejemplo, menor que alrededor de 24 mm, menor que alrededor de 22 mm.
En la etapa T5 los cables de conexión se sueldan a los extremos del serpentín que comprende alambre. En este ejemplo, los cables de conexión respectivos comprenden alambre de níquel N6 con un diámetro de alrededor de 0,25 (+/-0,2) mm y una longitud de alrededor de 30 (+/-2) mm. Los cables de conexión están soldados al serpentín de acuerdo con las técnicas de soldadura convencional, por ejemplo, para proporcionar una tensión de unión de soldadura mayor que 7,84 N (0,8 kgf). Se apreciará en otros ejemplos de diferentes medios de conexión que se pueden adoptar muchas soldaduras, por ejemplo, soldadura o sujeción mecánica. Además, se apreciará en otros ejemplos que el material, la longitud y el diámetro de la elección del alambre puede ser diferente.
En algunos ejemplos, el diámetro del alambre del cable de conexión puede ser mayor que alrededor de 0,15 mm, por ejemplo, mayor que alrededor de 0,17 mm, por ejemplo, mayor que alrededor de 0,19 mm, por ejemplo, mayor que alrededor de 0,21 mm, por ejemplo, mayor que alrededor de 0,23 mm y / o el diámetro del alambre del cable conector puede ser menor que alrededor de 0,35 mm, por ejemplo, menor que alrededor de 0,31 mm, por ejemplo, menor que alrededor de 0,29 mm, por ejemplo, menor que alrededor de 0,27 mm.
En algunos ejemplos la longitud del alambre del cable de conexión puede ser mayor que alrededor de 15 mm, por ejemplo, mayor que alrededor de 20 mm, por ejemplo, mayor que alrededor de 25 mm, y / o la longitud del alambre del cable de conexión puede ser menor que alrededor de 50 mm, por ejemplo, menor que alrededor de 45 mm, por ejemplo, menor que alrededor de 40 mm, por ejemplo, menor que alrededor de 35 mm.
De este modo, la Figura 5 representa de forma esquemática una aproximación para formar un ensamblaje vaporizador para su uso en un cigarrillo electrónico de acuerdo con ciertas realizaciones de la divulgación, por ejemplo, para su uso en el cigarrillo electrónico 1 representado en las Figuras 1 y 2. Se apreciará que el método representado en la Figura 5 es meramente un ejemplo específico, y las modificaciones a este enfoque se pueden adoptar de acuerdo con otras realizaciones de la divulgación. Por ejemplo, algunas de las etapas representadas en la Figura 5 se pueden omitir en algunas implementaciones de ejemplo o realizadas en un orden diferente. Por ejemplo, una etapa de pruebas de control de calidad a lo largo de las líneas representadas en la Figura 5 en la etapa T2 pueden no implementarse en algunos ejemplos. Además, en algunos casos el material mecha se puede cortar al tamaño (etapa T4) antes de que el serpentín se enrolle alrededor del material mecha (etapa T3), y los cables de conexión se pueden soldar al serpentín (etapa T5) antes que el material mecha sea cortado al tamaño (etapa T4) y / o el serpentín se enrolla alrededor del material mecha (etapa T6). Además, como ya se señaló anteriormente, se apreciará que los parámetros específicos de ejemplo representados en la Figura 5 son indicativos de valores adecuados para una implementación proporcionada a manera de un ejemplo concreto, y se pueden usar diferentes valores específicos en otras implementaciones. Se apreciará que diversas etapas del método establecido anteriormente en relación con la Figura 5 se pueden formar manual o automáticamente con una máquina configurada de forma adecuada.
La Figura 6 representa de forma esquemática una vista lateral (no a escala) del ensamblaje vaporizador 36 del cigarrillo electrónico representado en las Figuras 1 y 2 fabricado de acuerdo con los principios establecidos en la Figura 5.
La Figura 7 es un gráfico que representa de forma esquemática la cantidad de vapor generado por un sistema de provisión de vapor que tiene la estructura general que se representa en las Figuras 1 y 2, pero para diferentes ensamblajes de vaporizador que comprende diferentes combinaciones de material mecha y de resistencia del serpentín calentador. La cantidad de vapor generado por el sistemas de provisión de vapor se caracteriza por la pérdida de masa (ML [por sus siglas en inglés]) por calada expresada en miligramos. Esto corresponde con la reducción medida en masa para el sistemas de provisión de vapor que resulta de una calada de máquina que tiene características fijas (por ejemplo, en términos de fuerza de extracción y duración) y con un voltaje fijo aplicado al serpentín calentador. En términos de satisfacción del usuario, una pérdida de masa de 8 g por calada se considera un buen objetivo.
La Figura 7 muestra los resultados para dos tipos de material mecha, es decir, una mecha de fibra de vidrio de sílice (los puntos de los datos están agrupados alrededor de la línea sólida ajustada) y una mecha de algodón del tipo expuesto anteriormente y fabricada de acuerdo con los principios establecidos con referencia a las Figuras 4 y 5 (los puntos de los datos están agrupados alrededor de la línea sólida ajustada). Además de la diferencia en composición, las diferentes mechas tienen la misma configuración en términos de su geometría. Para cada material mecha los resultados se muestran para diferentes resistencias del serpentín calentador. En particular, la Figura 7 muestra los resultados para 8 combinaciones diferentes de material mecha y de resistencia del serpentín de 1,2 ohmios, 1,3 ohmios, 1,4 ohmios y 1,6 ohmios para una mecha de sílice y una resistencia de 1,2 ohmios, 1,4 ohmios, 1,6 ohmios y 1,8 ohmios para una mecha de algodón. Se muestra en la Figura 7 una pluralidad de mediciones de pérdida de masa por calada medida para cada combinación de material mecha y de resistencia. Debido a que las diferentes mediciones se hacen con el mismo voltaje aplicado a los serpentines calentadores, una resistencia de serpentín mayor se asocia con baja energía (y, de este modo, la energía usada) para cada calada. Esto es evidente a partir de la tendencia general a la baja en la pérdida de masa con una resistencia en aumento con ambos tipos de mecha que muestra una relación ampliamente lineal entre la resistencia del serpentín y la pérdida de masa.
La Figura 7 demuestra que usando una mecha de algodón se puede proporcionar una pérdida de masa mayor por calada en comparación con el uso de mecha de sílice para las diferentes resistencias en la Figura 7. En particular, los resultados demuestran que usar una mecha de algodón suministra alrededor de aproximadamente 2 mg más vapor por calada (es decir, el dispositivo pierde aproximadamente 2 mg más por calada) en comparación con el uso de una mecha equivalente de sílice. Esto indica que el algodón es un material para mecha más eficiente que el sílice. Por ejemplo, para lograr una pérdida de masa objetivo por trayectoria de 8 mg, se puede usar una resistencia de alrededor de 1,4 ohmios para una mecha de algodón, en tanto que una resistencia de serpentín de alrededor de 1,2 ohmios es necesaria para una mecha de sílice. Esto indica que usar una mecha de algodón y una resistencia de serpentín de alrededor de 1,4 ohmios puede ayudar a proporcionar una pérdida de masa deseada objetivo por calada con menos poder / energía de lo que sería necesario para el rendimiento correspondiente usando una mecha de sílice (dado que esto requeriría un serpentín calentador de menor resistencia lo que daría lugar a un mayor consumo de corriente).
La siguiente tabla (Tabla 1) muestra los valores medios de la pérdida de masa (en unidades de miligramos por calada normalizada) para las diferentes combinaciones de material mecha y de resistencia de serpentín que se muestran en la Figura 7. Para la combinación de una mecha de sílice y un calentador de 1,6 ohmios hay dos valores proporcionados en la tabla, y estos corresponden a dos configuraciones diferentes del sistemas de provisión de vapor usado para esta combinación.
TABLA 1
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De este modo, una combinación de una mecha de algodón y una resistencia de serpentín calentador de 1,4 ohmios (como en las implementaciones del ejemplo específico expuestas anteriormente con referencia a las Figuras 5 y 6) se puede proporcionar un rendimiento deseado, en términos de generación de vapor y uso de menor energía que en los enfoques basados en una mecha de sílice. Se apreciará por supuesto que la resistencia en una implementación específica no necesita ser exactamente de 1,4 ohmios, y se pueden usar diferentes resistencias del calentador en diferentes implementaciones, el ejemplo en los casos donde existe un deseo de un rendimiento ligeramente mayor o menos en términos de pérdida de masa por calada, por ejemplo, las resistencias de serpentín en el intervalo de 1,3 a 1,5 ohmios proporcionan todos rendimientos aceptables cuando se usan en conjunto con una mecha de algodón.
Otra característica importante de rendimiento para los sistemas de provisión de vapor es la medida en que se calienta el material líquido de la fuente a temperaturas no deseables, que puede dar lugar a sabores a quemado. Una manera de caracterizar esto es medir la cantidad de emisiones de carbonilo de un cigarrillo electrónico, por ejemplo, al medir la cantidad de generación de formaldehído durante su uso.
La tabla siguiente (Tabla 2) muestra las mediciones de las emisiones medias de formaldehído (en unidades de microgramos por día) para un número de muestras (usualmente cinco o seis) de las diferentes combinaciones de material mecha expuestas anteriormente). Para la combinación de una mecha de sílice y un calentador de 1,6 ohmios hay dos valores proporcionados en la tabla, y estos corresponden a dos configuraciones diferentes del sistema de provisión de vapor.
TABLA 2
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Esta tabla demuestra que usar una mecha de algodón está asociado con menores emisiones de formaldehído en comparación con el uso de una mecha de sílice a través del intervalo de resistencias de serpentín considerado en este documento.
Otra característica más del rendimiento de los cigarrillos electrónicos es la probabilidad de fugas durante el almacenamiento y el uso. Al comprobar las diferentes combinaciones del material mecha y del serpentín del calentador expuesto anteriormente usado en las configuraciones del sistema de provisión de vapor representado en las Figuras 1 y 2 muestra que ninguna de las combinaciones padece de fugas mensurables durante el almacenamiento, o cuando están en uso normal, o cuando están tapadas. Sin embargo, se observó que todas las combinaciones de mecha de sílice padecían de algún grado de fuga durante la transportación, por ejemplo, alrededor del 2 % de las muestras de mecha de sílice padecieron de fugas notables durante la transportación. El rendimiento de las combinaciones de mechas de algodón se desempeñó mayormente mejor con solo alrededor de 0,3 % de las muestras de mecha de algodón que tienen fugas durante la transportación. Esto parece señalar que el material mecha de algodón es mejor para formar un sello donde atraviesa la mecha con la pared del canal de aire en comparación con el material mecha de sílice.
De este modo, al considerar las características de rendimiento observadas para diferentes combinaciones del material mecha y la resistencia del serpentín, es evidente que usar una mecha de algodón y una resistencia de serpentín en el intervalo de 1,3 ohmios a 1,5 ohmios puede considerarse en algunos aspectos una combinación optimizada del material mecha y de la resistencia del calentador para uso en un cigarrillo electrónico, por ejemplo, un cigarrillo electrónico del tipo representado en las Figuras 1 y 2.
Se apreciará que al mismo tiempo que la descripción anterior se ha enfocado en algunos aspectos diferentes de elementos de transporte del líquido y / o calentadores que tienen un número de características diferentes, se apreciará que las disposiciones de acuerdo con otras realizaciones de la divulgación pueden incluir solo algunas de estas características independientemente de algunas de las otras características. Por ejemplo, en algunas implementaciones la mecha que se hace de acuerdo con los principios expuestos en este documento con referencia a la Figura 5 se puede implementar en un ensamblaje vaporizador que no incluya un enrollado de serpentín alrededor de la mecha para comprimir la mecha según se representa en la Figura 6. De modo parecido, para un ensamblaje vaporizador que comprende una mecha de algodón y un serpentín calentador que tiene una resistencia seleccionada de acuerdo con los principios expuestos en este documento, la mecha no necesariamente tiene que estar hecha o tener una forma de acuerdo con los enfoques expuestos anteriormente con referencia a las Figuras 4, 5 o 6. Lo que es más, en un ensamblaje vaporizador que comprende un serpentín calentador enrollado alrededor de una mecha para comprimir la mecha de acuerdo con los principios expuestos en este documento, por ejemplo, como se representa en la Figura 6, la mecha puede no necesariamente comprender una mecha de algodón fabricada de la manera divulgada en este documento con referencia a la Figura 4, pero puede comprender una mecha de algodón fabricada usando un proceso diferente y / u otro material, por ejemplo, otros materiales de fibra tales como fibra de vidrio.
De este modo, se ha descrito un método para fabricar material mecha para uso como un elemento de transporte de líquido en un sistema de provisión de vapor, el método comprende: proporcionar al menos hilos de algodón; y torcer los hilos de algodón en conjunto para formar el material mecha de forma que el material mecha consiste en dos o más hilos de algodón.
También se ha descrito un ensamblaje vaporizador para uso en un sistema de provisión de vapor, en donde el ensamblaje vaporizador comprende un elemento de transporte de líquido que tiene una porción envuelta en el calentador y una porción no envuelta en el calentador y un elemento calentador envuelto alrededor de la porción envuelta en el calentador; en donde la porción envuelta en el calentador del elemento de transporte de líquido está comprimida por el elemento calentador de forma que su área de sección transversal se reduce en más del 25 % en comparación con la porción no envuelta en el calentador.
También se ha descrito un ensamblaje vaporizador para su uso en un sistema de provisión de vapor, en donde el ensamblaje vaporizador comprende: un elemento de transporte de líquido formado de algodón; y un serpentín calentador dispuesto alrededor de una porción del elemento de transporte de líquido, en donde el serpentín calentador tiene una resistencia eléctrica de entre 1,3 ohmios y 1,5 ohmios.
Mientras que las realizaciones descritas se han enfocado en algunos aspectos en algunos sistemas de provisión de vapor de ejemplo, se apreciará que los mismos principios se pueden aplicar para los sistemas de provisión de vapor usando otras tecnologías. Esto, es decir, la manera específica en que diversos aspectos de la función del sistema de provisión de vapor, por ejemplo, en términos de la forma en que el sistema es activado para su uso y la funcionalidad proporcionada por el sistema, no son directamente relevantes para los principios subyacentes a los ejemplos descritos en este documento.

Claims (15)

REIVINDICACIONES
1. Un ensamblaje vaporizador (36) para su uso en un sistema de provisión de vapor, en donde el ensamblaje vaporizador comprende:
un elemento de transporte de líquido (42) formado de algodón; y
un elemento calentador (40) que comprende un serpentín de alambre resistivo alrededor de una porción del elemento de transporte de líquido, en donde el elemento calentador tiene una resistencia eléctrica de entre 1,3 ohmios y 1,5 ohmios.
2. El ensamblaje vaporizador de la reivindicación 1, en donde el elemento calentador tiene una resistencia eléctrica seleccionada del grupo que comprende: más que 1,32 ohmios, más que 1,34 ohmios, más que 1,36 ohmios y más que 1,38 ohmios, y / o en donde el elemento calentador tiene una resistencia eléctrica seleccionada del grupo que comprende: menos que menos que 1,5 ohmios, menos que 1,48 ohmios, menos que 1,46 ohmios, menos que 1,44 ohmios, menos que 1,42 ohmios.
3. El ensamblaje vaporizador de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 2, en donde el serpentín tiene un diámetro exterior seleccionado del grupo que comprende: más que 2,0 mm, más que 2,1 mm, más que 2,2 mm, más que 2,3 mm y más que 2,4 mm, y / o el serpentín tiene un diámetro exterior seleccionado del grupo que comprende: menos que 3,0 mm, menos que 2,9 mm, menos que 2,8 mm, menos que 2,7 mm y menos que 2,6 mm.
4. El ensamblaje vaporizador de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en donde el elemento calentador se extiende a lo largo del elemento de transporte de líquido para una distancia seleccionada del grupo que comprende: más que 3 mm, más que 3,5 mm, más que 4 mm, más que 4,5 mm y / o el elemento calentador se extiende a lo largo del elemento de transporte de líquido para una distancia seleccionada del grupo que comprende: menos que 8 mm, menos que 7,5 mm, menos que 7 mm, menos que 6,5 mm, menos que 6 mm y menos que 5,5 mm.
5. El ensamblaje vaporizador de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en donde el alambre de resistencia que comprende el serpentín tiene un diámetro seleccionado del grupo que comprende: más que 0,15 mm, más que 0,16 mm, más que 0,17 mm, más que 0,18 mm y / o el alambre de resistencia que comprende el serpentín tiene un diámetro seleccionado del grupo que comprende: menos que 0,23 mm, menos que 0,22 mm, menos que 0,21 mm y menos que 0,19 mm.
6. El ensamblaje vaporizador de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en donde el serpentín comprende entre 6 y 12 vueltas completas alrededor del elemento de transporte de líquido.
7. El ensamblaje vaporizador de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en donde el serpentín tiene un paso seleccionado del grupo que comprende: más que 0,45 mm, más que 0,45 mm, más que 0,5 mm y más que 0,55 mm, y / o el serpentín tiene un paso seleccionado del grupo que comprende: menos que 0,85 mm, menos que 0,8 mm, menos que 0,75 mm, menos que 0,7 mm y menos que 0,65 mm.
8. El ensamblaje vaporizador de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en donde el elemento de transporte de líquido comprende un hilo de algodón, y opcionalmente, en donde el elemento de transporte de líquido comprende dos o más hilos de algodón torcidos en conjunto.
9. El ensamblaje vaporizador de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en donde el elemento de transporte de líquido tiene un diámetro no comprimido seleccionado de dentro del grupo que comprende: más que 2,7 mm, más que 2,8 mm, más que 2,9 mm, más que 3,0 mm, más que 3,1 mm, más que 3,2 mm, más que 3,3 mm y más que 3,4 mm, y / o en donde el elemento de transporte de líquido tiene un diámetro no comprimido seleccionado del dentro del grupo que comprende: menos que 4,5 mm, menos que 4,4 mm, menos que 4,3 mm, menos que 4,2 mm, menos que 4,1 mm, menos que 4,0 mm, menos que 3,9 mm, menos que 3,8 mm, menos que 3,7 mm y menos que 3,6 mm.
10. El ensamblaje vaporizador de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en donde el algodón comprende el elemento de transporte de líquido que comprende fibras que tienen una longitud promedio seleccionada del grupo que comprende: más que 15 mm, más que 20 mm, más que 25 mm y más que 30 mm.
11. El ensamblaje vaporizador de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, en donde el elemento de transporte de líquido tiene una masa lineal seleccionada de dentro del grupo que comprende: más que 0,5 g/m, más que 0,6 g/m, más que 0,7 g/m, más que 0,8 g/m, más que 0,9 g/m, más que 1,0 g/m, más que 1,1 g/m, más que 1,2 g/m y más que 1,3 g/m y / o en donde el elemento de transporte de líquido tiene una masa lineal seleccionada de dentro del grupo que comprende: menos que 2,5 g/m, menos que 2,4 g/m, menos que 2,3 g/m, menos que 2,2 g/m, menos que 2,1 g/m, menos que 2,0, g/m, menos que 1,9 g/m, menos que 1,8 g/m, menos que 1,7 g/m, menos que 1,6 g/m y menos que 1,5 g/m.
12. El ensamblaje vaporizador de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, en donde la porción del elemento de transporte de líquido dentro del serpentín es comprimida por el serpentín de forma que su área de sección transversal está reducida en más de 25 % en comparación con el elemento de transporte de líquido no comprimido.
13. Aparato (2, 1) que comprende el ensamblaje vaporizador de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12 y un depósito para el líquido fuente, en donde el elemento de transporte de líquido está dispuesto para extraer líquido de la fuente desde el depósito al elemento calentador para calentarlo para generar vapor para que lo inhale el usuario.
14. Medio de ensamblaje de vaporizador (36) para su uso en un sistema de provisión de vapor, en donde el medio de ensamblaje de vaporizador comprende:
medio de transporte de líquido (42) formado de algodón; y
medio del elemento calentador (40) que comprende un serpentín de alambre resistivo alrededor de una porción del medio de transporte de líquido, en donde el medio del elemento calentador tiene una resistencia eléctrica de entre 1,3 ohmios y 1.5 ohmios.
15. Un método de fabricación de un ensamblaje vaporizador (36) para su uso en un sistema de provisión de vapor, en donde el método comprende:
proporcionar un elemento de transporte de líquido (42) formado de algodón; y
formar un elemento calentador (40) que comprende un serpentín de alambre resistivo alrededor de una porción del elemento de transporte de líquido, en donde el elemento calentador tiene una resistencia eléctrica de entre 1,3 ohmios y 1.5 ohmios.
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