ES2939183T3 - Conjunto de calentamiento para un dispositivo generador de vapor - Google Patents

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Andrew Robert John Rogan
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Mark Gill
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Abstract

Se proporciona un conjunto de calentamiento (10) para un dispositivo generador de vapor (1), comprendiendo el conjunto de calentamiento: un dispositivo de calentamiento dispuesto en uso para calentar un cuerpo, comprendiendo el cuerpo una sustancia vaporizable (22), estando dispuesto el conjunto de calentamiento en uso para suministrar energía al dispositivo de calentamiento para calentar el cuerpo, la sustancia vaporizable se volatiliza al calentarse, la cantidad de sustancia vaporizable en el cuerpo se reduce por lo tanto al calentarse; un pasaje dispuesto en uso para permitir que el gas pase por el cuerpo; y un controlador (13) dispuesto en uso para controlar y almacenar información sobre la cantidad de sustancia vaporizable en el cuerpo mediante la determinación de la cantidad de uso previo del cuerpo en función del tiempo almacenado durante el cual se ha calentado el cuerpo y/o el número almacenado de veces que se ha aspirado gas sobre el cuerpo durante el calentamiento, (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Conjunto de calentamiento para un dispositivo generador de vapor
La presente invención se refiere a un conjunto de calentamiento para un dispositivo generador de vapor y a un método de calentamiento del cuerpo.
Los aparatos que calientan, en lugar de quemar, una sustancia para producir un vapor para su inhalación se han vuelto populares entre los consumidores en los últimos años.
Tales dispositivos pueden utilizar uno de una serie de enfoques diferentes para proporcionar calor a la sustancia. Uno de tales enfoques es el de la sencilla provisión de un elemento de calentamiento al que se le proporciona energía eléctrica para calentar el elemento, calentando el elemento, a su vez, la sustancia para generar vapor.
Existen un número de formas de generar vapor. Esto incluye el uso de sustancias vaporizables sólidas o semisólidas y sustancias líquidas vaporizables. La forma en que se calienta una sustancia vaporizable difiere dependiendo de si la sustancia es sólida o semisólida, o si la sustancia es líquida.
Independientemente del tipo de sustancia usada, la cantidad de sustancia vaporizable se agota con el uso debido a que la sustancia vaporizable se volatiliza al calentarse y es aspirada a través del dispositivo hacia el usuario. Esto puede dar como resultado que se proporcione calentamiento cuando la sustancia vaporizable se agote por completo, lo que puede dañar el dispositivo que proporciona el calentamiento, o puede causar que el cuerpo destinado a contener la sustancia vaporizable, tal como un cartucho se queme.
A medida que la sustancia vaporizable se agota, el cuerpo que contiene el dispositivo puede calentarse demasiado, es decir, sobrecalentarse cuando no hay suficiente sustancia vaporizable presente para absorber el calor que se proporciona. Esto nuevamente puede causar daño al cuerpo y puede ocurrir en cualquier etapa durante el calentamiento, pero es particularmente notable cuando la sustancia vaporizable se ha agotado desde su nivel máximo.
Estos problemas se han abordado previamente limitando la cantidad de calor proporcionado. Sin embargo, esto provoca una generación de vapor menos fiable que hace que el uso del dispositivo sea insatisfactorio para el usuario.
La presente invención busca mitigar al menos algunos de los problemas anteriores. El documento US 2017/0014582 A1 desvela un aparato de vaporización e inhalación que comprende un recipiente de cartucho configurado para recibir un cartucho que incluye un líquido. El aparato incluye un elemento de calentamiento configurado para calentar el líquido hasta un punto de vaporización para generar una forma vaporizada del líquido.
El documento EP 3275325 A2 desvela un método para controlar el funcionamiento de un cigarrillo electrónico. El método puede incluir la determinación de una cantidad total de energía de vaporización requerida para vaporizar una cantidad de líquido almacenado en un depósito de un cigarrillo electrónico. El método puede incluir la determinación de una cantidad total de energía atomizadora que se suministra a un atomizador asociado con el cigarrillo electrónico durante un período de tiempo. El método puede incluir la determinación de la cantidad de líquido que queda en el depósito del cigarrillo electrónico, basándose en una comparación entre la cantidad total de energía de vaporización y la cantidad total de energía del atomizador suministrada al atomizador durante el período de tiempo.
SUMARIO DE LA INVENCIÓN
De acuerdo con un primer aspecto, se proporciona un conjunto de calentamiento de acuerdo con la reivindicación 1.
Esto permite que el conjunto, y el cuerpo, sean usados intermitentemente por un usuario mientras se realiza un seguimiento de la cantidad de uso que ha sufrido el cuerpo manteniendo un registro del uso. Esto permite detectar cuándo el cuerpo ha llegado al final de su vida útil, lo que significa que es posible evitar calentar un cuerpo que ya no contiene cantidades adecuadas de sustancia vaporizable, lo que podría causar un riesgo de daño por calor o quemaduras. Con el término "gas" pretendemos incluir materia tal como el aire y el aire que contiene vapor, tal como el vapor de la sustancia vaporizable, junto con otros gases y/o vapores.
Con la expresión "sustancia vaporizable" pretendemos dar a entender una sustancia a partir de la que se puede generar vapor. Normalmente, el vapor puede generarse calentando la sustancia vaporizable, pero puede generarse bajo otras condiciones apropiadas. El vapor puede estar en forma de aerosol, lo que significa que la sustancia vaporizable puede ser un formador de aerosol. La sustancia vaporizable puede convertirse en vapor en condiciones apropiadas (tal como cuando se calienta, por ejemplo, por encima de un umbral de temperatura), o uno o más constituyentes de la sustancia vaporizable pueden vaporizarse (o volatilizarse) en forma de vapor en las condiciones apropiadas. Además, la sustancia vaporizable puede ser un material imbuido, empapado o entretejido con un constituyente que se vaporiza bajo condiciones apropiadas, o ser un producto que sufre un proceso de transformación o produce un material que se convierte en vapor bajo condiciones apropiadas. A continuación, se proporcionan más detalles en relación con la sustancia vaporizable.
El controlador puede realizar cualquier paso adicional basándose en la información sobre la cantidad de sustancia vaporizable almacenada. Normalmente, el controlador está además dispuesto para establecer la cantidad máxima de energía suministrable al dispositivo de calentamiento basándose en una relación almacenada entre la información de temperatura determinable a partir de una temperatura supervisada durante el calentamiento y una cantidad de energía suministrada al dispositivo de calentamiento o el perfil de la energía suministrada al dispositivo de calentamiento. Al llevar un registro de la cantidad de sustancia vaporizable en el cuerpo, la cantidad de la cantidad de calentamiento, también conocida como el perfil de calentamiento, que corresponde al nivel de calor que se proporciona basándose en la energía que se proporciona al dispositivo de calentamiento, se puede ajustar para tener en cuenta la cantidad de uso que el cuerpo ha sostenido. Esto permite proporcionar una cantidad adecuada de calor al cuerpo, minimizando las posibilidades de daño causado por el calentamiento, ya que se proporciona una cantidad adecuada de calor para la cantidad de uso que ha sufrido el cuerpo.
Se puede establecer una cantidad máxima de energía suministrable al dispositivo de calentamiento en cualquier nivel adecuado. Normalmente, el controlador está dispuesto, basándose en la cantidad de sustancia vaporizable en el cuerpo, para establecer la cantidad máxima de energía suministrable al dispositivo de calentamiento más baja para un cuerpo con menos sustancia vaporizable que para un cuerpo con más sustancia vaporizable.
Al usar una cantidad de calentamiento más baja cuando hay menos sustancia vaporizable presente, se reduce el riesgo de causar daños. Esto se debe a que el calor es absorbido por la sustancia vaporizable a medida que se volatiliza, lo que evita que el resto del cuerpo se caliente demasiado. A medida que se reduce la cantidad de sustancia vaporizable, ésta es menos capaz de absorber calor debido al reducido volumen disponible para volatilizar.
En consecuencia, al reducir la cantidad de calentamiento, la cantidad de energía se puede controlar para mantenerla cerca de la misma cantidad en relación con la cantidad de sustancia vaporizable restante.
Cuando se proporciona un cuerpo previamente sin usar para calentamiento, la información sobre la cantidad de sustancia vaporizable para el cuerpo sin usar puede almacenarse en el controlador por cualquier medio adecuado. Normalmente, el controlador está dispuesto durante el uso para reemplazar la información sobre la cantidad de sustancia vaporizable almacenada con nueva información sobre la cantidad de sustancia vaporizable cuando el controlador determina que el cuerpo no se ha usado previamente.
Esto reduce la cantidad de espacio de almacenamiento necesario para almacenar la información sobre la cantidad de sustancia vaporizable, lo que permite proporcionar una capacidad de almacenamiento más pequeña, reduciendo la cantidad de espacio físico requerido para el almacenamiento. Esto evita también que se retenga información obsoleta, lo que hace que el almacenamiento de información sea más eficiente al no desperdiciar el espacio de almacenamiento disponible en información que ya no se necesita.
La información almacenada se puede reemplazar con nueva información escribiendo la nueva información en el lugar donde se almacena la información y borrando después la información previamente almacenada. Como alternativa, la información almacenada puede sobrescribirse directamente con la nueva información para hacer que la información almacenada sea borrada simultáneamente por la nueva información que se escribe sobre la misma.
Cuando un cuerpo debe ser calentado mediante el dispositivo de calentamiento, el controlador puede estar dispuesto para evaluar si un cuerpo no se ha usado previamente cuando un usuario busca calentar un cuerpo por primera vez en una sesión, como en la primera calada de la sesión. Esto permite que el controlador proporcione energía correspondiente a una cantidad de calentamiento para un cuerpo nuevo. Como esta será una cantidad de energía mayor que con un cuerpo usado, permite que el nuevo cuerpo se caliente más rápidamente, lo que permite que el conjunto alcance su capacidad de funcionamiento total lo más rápido posible. Esto evita causar un retraso en la capacidad del usuario para usar el dispositivo.
El controlador puede permitir y prohibir el calentamiento en cualquier punto. Normalmente, el controlador está dispuesto durante el uso para prohibir el calentamiento del cuerpo cuando la cantidad de sustancia vaporizable en el cuerpo está por debajo de un umbral. Esto reduce el riesgo de causar daños cuando queda muy poca sustancia vaporizable para absorber el calor que se proporciona al cuerpo.
El umbral por debajo del que el controlador está dispuesto para prohibir el calentamiento del cuerpo puede ser cuando se ha aspirado gas a lo largo del cuerpo entre 3 y 30 veces o cuando el cuerpo se ha calentado acumulativamente entre 5 y 20 minutos, entre 10 y 15 minutos, entre 5 y 10 minutos, o entre 5 y 7 minutos. Tener un umbral de este tipo proporciona la protección deseada al usuario, conjunto y cuerpo, especialmente para dispositivos con una sustancia sólida vaporizable, que se describen en más detalle a continuación.
La sustancia vaporizable puede ser semisólida o líquida. Normalmente, la sustancia vaporizable es sólida cuando no se aplica calentamiento. El uso de una sustancia sólida vaporizable permite una mayor retención de calor y menos movimientos volátiles de temperatura durante una secuencia de calentamiento.
La calentamiento se puede proporcionar en cualquier momento y de acuerdo con cualquier horario o tiempo adecuado. Normalmente, el controlador está dispuesto durante el uso para aplicar calentamiento cuando se está aspirando gas a lo largo del cuerpo y cuando no se está aspirando gas a lo largo del cuerpo. Esto evita que la temperatura del cuerpo caiga por debajo de una temperatura de volatilización de la sustancia vaporizable. Esto significa que no se requiere tiempo adicional para recalentar la sustancia vaporizable por encima de su temperatura de volatilización cuando el usuario desea aspirar gas a lo largo del cuerpo. Esto proporciona un suministro de vapor más rápido al usuario cuando busca aspirar vapor del conjunto. Adicionalmente, se ha encontrado que es más eficiente energéticamente continuar calentando entre aspiraciones (así como durante las aspiraciones) que detener el calentamiento durante las aspiraciones y comenzar después a calentar nuevamente cuando ocurra la siguiente aspiración. Este es de nuevo especialmente el caso de dispositivos con una sustancia vaporizable sólida.
Por supuesto, el usuario puede prohibir y habilitar el calentamiento según su elección. Esto incluye que el usuario elija que el conjunto esté en estado de funcionamiento durante un período de tiempo, proporcionándose calentamiento como se ha establecido previamente durante el período de tiempo en que el conjunto está en un estado de funcionamiento.
Se puede hacer que la calentamiento comience y/o se detenga de acuerdo con cualquier evento u horario. Normalmente, el controlador está dispuesto durante el uso para proporcionar calentamiento únicamente después de recibir una primera activación, y/o el controlador está dispuesto durante el uso para detener el calentamiento al recibir una segunda activación. Esto proporciona control al usuario para permitirle poner el conjunto en un estado de funcionamiento cuando espera utilizar el conjunto y/o cuando desea dejar de utilizar el conjunto. Esto significa que solo se requiere calentamiento en ciertos momentos, y hay una necesidad reducida de que el controlador controle continuamente si se requiere calentamiento, lo que reduce el consumo de energía del conjunto. La primera activación y/o la segunda activación pueden proporcionarse mediante la activación de un botón, tal como un pulsador, por un usuario. La primera activación puede proporcionarse por una cubierta de un compartimiento de calentamiento que abre un usuario. La segunda activación puede proporcionarse por el cierre de la cubierta del compartimento de calentamiento. La cubierta puede cerrarse automáticamente debido a que la cubierta tiene normalmente una tendencia a una posición cerrada y se impide que se cierre durante el uso debido a la presencia de un cuerpo en el compartimiento de calentamiento. La segunda activación puede ser un período predeterminado, por ejemplo, 1 minuto, 3 minutos o 5 minutos, de tiempo transcurrido desde que un usuario extrajo vapor del conjunto, tal como por ejemplo aspirando aire activamente a través de una boquilla.
Adicionalmente, o como alternativa, el dispositivo puede comprender además un sensor de temperatura dispuesto durante el uso para supervisar una temperatura relacionada con el calentamiento en el cuerpo. Esto permite el control directo del cuerpo para que el conjunto y el controlador puedan conocer y tener en cuenta la temperatura.
El sensor de temperatura puede ser un termistor o un termopar. Por ejemplo, el sensor de temperatura puede ser un detector de temperatura de resistencia, tal como un detector de temperatura de resistencia, que puede utilizar una resistencia de platino como un elemento de detección. La resistencia de platino puede ser una película de platino (por ejemplo, una película fina) sobre un sustrato cerámico, que puede hacerse pasiva por revestimiento de vidrio. El sensor de temperatura puede ser, por ejemplo, un PT100 de Measurement Specialties, Inc de la familia de sensores PTF.
Cuando hay un sensor de temperatura presente, el controlador puede estar dispuesto durante el uso para recibir información de temperatura del sensor de temperatura y detener el calentamiento si la temperatura del cuerpo supera un umbral predeterminado. Esto permite reducir el riesgo de sobrecalentamiento del cuerpo, mejorando así la seguridad del usuario y reduciendo aún más el riesgo de que el conjunto o el cuerpo resulten dañados por el exceso de calor.
También, o como alternativa, cuando hay un sensor de temperatura presente, el responsable del tratamiento puede determinar que un cuerpo no se ha usado previamente en función de los datos que se proporcionan al responsable del tratamiento o por cualquier otro medio. Normalmente, el controlador puede disponerse durante el uso para determinar que el cuerpo no se ha usado previamente basándose en una relación almacenada entre la información de temperatura determinable a partir de una temperatura supervisada durante el calentamiento, antigüedad de un cuerpo y la cantidad de energía suministrada al dispositivo de calentamiento o el perfil de energía suministrada al dispositivo de calentamiento. Esto permite derivar la antigüedad del cuerpo a partir de la relación. Esto tiene la ventaja de permitir que se proporcione una calentamiento adecuada al cuerpo sin usar, por ejemplo, evitar un calentamiento más lento cuando se proporciona una cantidad de energía no óptima. Esto permite también que se almacene un período de calentamiento restante adecuado y/o un recuento de caladas para permitir que un usuario aplique el calentamiento correcto durante el período de uso del cuerpo.
Por "perfil de energía suministrada al dispositivo de calentamiento", se pretende que signifique la forma en que se proporciona energía al dispositivo de calentamiento, por ejemplo, teniendo en cuenta la tasa de cambio de la energía suministrada y/o la cantidad de tiempo durante la que se proporciona energía al dispositivo de calentamiento. Por ejemplo, la cantidad de energía, o la tasa de entrega de energía puede ser la misma, pero la energía puede suministrarse durante un período de 1 segundo o durante un período de 3 segundos, lo que puede dar como resultado que el cuerpo se caliente a una temperatura diferente.
El conjunto puede organizarse para obtener, durante el uso, información de temperatura. La información de temperatura puede ser generada o determinada por un controlador del conjunto de calentamiento, un sensor de temperatura o por una unidad de procesamiento externa. La información de temperatura puede generarse o determinarse procesando una temperatura supervisada, por ejemplo, registrando una temperatura supervisada durante un período de tiempo predeterminado y analizando la temperatura supervisada registrada en busca de tendencias que incluyan, por ejemplo, tasa de cambio, aumento, descenso, variación o una serie de otros factores. El uso de energía del dispositivo de calentamiento y/o la energía suministrada al dispositivo de calentamiento también puede ser supervisado y/o registrado y/o determinado mediante el dispositivo de calentamiento, el controlador o la unidad de procesamiento externa.
La información de temperatura puede incluir la propia temperatura supervisada o cualquier otra información pertinente que pueda obtenerse del monitoreo de la temperatura. Normalmente, la información de temperatura incluye una tasa de cambio de la temperatura supervisada. La velocidad de cambio de la temperatura permite conocer la velocidad a la que aumenta la temperatura del cuerpo. Descubrimos que esta es una información útil para determinar la antigüedad del cuerpo debido a las diferencias en la rapidez con que un cuerpo se calienta a medida que los niveles de humedad en el cuerpo disminuyen con el uso.
Adicionalmente o como alternativa, la información de temperatura puede incluir una temperatura superficial del cuerpo. También es útil tener disponible la temperatura superficial del cuerpo. Esto se debe a que hemos encontrado que diferentes tipos de cuerpo se calientan a diferentes temperaturas por la misma cantidad de uso de energía. Como tal, esto ayuda a identificar el tipo de cuerpo. Adicionalmente, esto ayuda a la determinación de la antigüedad de un cuerpo porque, para una cantidad particular de uso de energía, hemos encontrado que un cuerpo más usado alcanza una temperatura (superficial) más alta que un cuerpo menos usado.
Un ejemplo de la temperatura supervisada también puede ser una temperatura superficial del cuerpo.
Una vez obtenida la información de temperatura, al menos una condición puede determinarse a partir de la información de temperatura y la cantidad de energía suministrada al dispositivo de calentamiento en el primer modo de suministro de energía basándose en la relación mantenida en la memoria.
Esto permite que el controlador decida el siguiente paso de cómo calentar lo antes posible, por ejemplo, el perfil de calor en la última parte del primer modo y/o el segundo modo puede determinarse basándose en la condición detectada. Más adelante en el primer modo de suministro de energía, se suministra una gran cantidad de energía en un período corto. Como tal, es beneficioso para el controlador determinar al menos una condición con mayor facilidad y precisión en un período breve.
Adicionalmente, puede ser posible determinar información útil a partir de la tasa de aumento de la temperatura detectada durante el primer modo de suministro de energía mientras el cuerpo se está calentando hacia la temperatura objetivo. Por ejemplo, si el cuerpo contiene una cantidad significativa de agua, por ejemplo, superior al 5 %, entonces puede ser posible detectar una reducción en la tasa de aumento de la temperatura (superficial) del cuerpo a aproximadamente 100 °C a medida que el agua presente en el cuerpo comienza a vaporizarse a aproximadamente esta temperatura, haciendo que se consuma energía al vaporizar el agua en lugar de aumentar su temperatura. La cantidad de agua contenida en el cuerpo puede ser un indicador de la cantidad de tiempo que el cuerpo ha estado almacenado en un ambiente con una humedad significativa sin el beneficio de un empaque protector. Tal contenido de agua puede también ser perjudicial para la calidad del vapor producido por el conjunto. Por lo tanto, puede ser beneficioso dejar de calentar el cuerpo y aconsejar al usuario que se deshaga del cuerpo y lo reemplace por un cuerpo nuevo y reciente (por ejemplo, cuerpo sin usar), o bien aconsejar al usuario que espere hasta que comience a vaporizarse y que continúe calentando el cuerpo a una temperatura reducida (suficiente para vaporizar la totalidad o la mayor parte del exceso de agua) hasta que la mayor parte del agua (exceso) se haya vaporizado y calentar después el cuerpo a la temperatura de funcionamiento, etc. Otros constituyentes pueden detectarse también de esta forma, u otras características del cuerpo pueden determinarse basándose en el perfil de aumento de temperatura particular.
El controlador puede determinar que un cuerpo no se haya usado previamente en cualquier etapa. Sin embargo, habitualmente, el controlador está dispuesto durante el uso para determinar si el cuerpo es un cuerpo que no se ha usado previamente al detectar que el dispositivo de calentamiento está colocando un cuerpo para calentarlo. Esto permite determinar lo antes posible que un cuerpo no está durante el uso, de modo que se puedan aplicar las condiciones de calentamiento adecuadas desde el momento en que se va a utilizar el cuerpo. Por supuesto, normalmente, el calentamiento solo se aplica cuando el conjunto está en un estado de calentamiento, tal como cuando un usuario ha indicado que se debe proporcionar calentamiento, tal como proporcionando la primera activación.
Además, la detección de que el dispositivo de calentamiento coloca un cuerpo para calentarlo puede determinarse mediante la detección de que el cuerpo se coloca en el lugar adecuado para el calentamiento, tal como en un compartimiento de calentamiento del dispositivo de calentamiento. La detección se puede lograr usando un sensor, o un interruptor, que está dispuesto durante el uso para funcionar, o enviar una señal al controlador, cuando un cuerpo es retirado y/o colocado en el lugar apropiado. Esto se puede lograr, por ejemplo, mediante el uso de un interruptor en una boquilla o en una tapa de la cámara de calentamiento, enviando el interruptor una señal al controlador cuando se mueve la boquilla o la tapa para permitir la colocación de un cuerpo en un compartimento de calentamiento. Es decir, el sensor o interruptor puede estar en la parte del dispositivo de calentamiento con la que el usuario puede interactuar cuando el usuario reemplaza un cuerpo. El funcionamiento o el envío de una señal al controlador cuando se retira y/o coloca un cuerpo en la ubicación apropiada puede proporcionar la primera activación.
Normalmente, la información sobre la cantidad de sustancia vaporizable puede comprender el tiempo restante de calentamiento disponible y/o el número restante de veces que se puede aspirar gas a lo largo del cuerpo durante el calentamiento. Adicionalmente, la información sobre la cantidad de sustancia vaporizable almacenada puede usarse como información sobre la cantidad de sustancia vaporizable para la próxima sesión de calentamiento si el controlador determina que el cuerpo es un cuerpo usado en dicha próxima sesión de calentamiento. Esto permite que se utilicen datos almacenados previamente en un cuerpo, reduciendo el análisis que debe realizarse en un cuerpo para determinar la vida útil restante del cuerpo.
La información sobre la cantidad de sustancia vaporizable se puede almacenar en cualquier lugar. Normalmente, el controlador está dispuesto para almacenar información sobre la cantidad de sustancia vaporizable en una memoria. La memoria puede estar ubicada dentro del conjunto de calentamiento. Como alternativa, la memoria puede estar ubicada fuera del conjunto de calentamiento. Si este fuera el caso, el conjunto puede tener un dispositivo de acceso a la memoria dispuesto durante el uso para acceder a la memoria. Almacenar la información en una memoria permite que el controlador no almacene información sobre el cuerpo dentro del controlador o del propio conjunto, permitiendo que se dedique más espacio de almacenamiento con el controlador para hacer funcionar el controlador. Esto permite que se use un controlador con un espacio de almacenamiento más pequeño, lo que hace que el controlador sea físicamente más pequeño y/o permite que el controlador realice una mayor cantidad de funciones al dedicar espacio de almacenamiento a aspectos funcionales.
El conjunto de este aspecto puede estar relacionado con dispositivos que utilizan sustancias sólidas vaporizables, en lo sucesivo denominado "dispositivo de vapor sólido", en lugar de dispositivos que utilizan sustancias líquidas vaporizables, en lo sucesivo denominado "dispositivo de vapor líquido". Los dispositivos de vapor sólido producen vapor al calentar el tabaco, productos del tabaco u otras sustancias sólidas vaporizables, mientras que los dispositivos de líquido-vapor producen vapor al calentar un líquido.
En ambos tipos de dispositivos, para usar el dispositivo, un usuario extrae vapor del dispositivo. Esto se denomina "calada", ya que el dispositivo generalmente proporciona una calada de vapor de una boquilla. Para producir vapor para una calada, la sustancia vaporizable se calienta. Esto es común a los dispositivos de vapor sólido y en los dispositivos de vapor líquido.
Los usuarios suelen utilizar un dispositivo durante un período de tiempo de su elección durante el que aspiran varias caladas del dispositivo, independientemente del tipo de dispositivo. Este período de uso del dispositivo que produce una o más caladas se denomina "sesión". Por lo tanto, cada sesión tiene una primera calada al inicio de la sesión y generalmente tiene más caladas.
Los requisitos de energía para producir la primera calada son diferentes para los dispositivos de vapor sólido que para los dispositivos de vapor líquido.
Una de las suposiciones es que debido a la capacidad de la sustancia vaporizable líquida para moverse hacia un dispositivo de calentamiento durante el uso, de tal forma que solo se necesite vaporizar una pequeña cantidad de líquido (idealmente, solo lo suficiente para una calada), pero no siendo esto posible para sustancias sólidas vaporizables, un dispositivo de calentamiento en un dispositivo de vapor sólido necesita proporcionar más calor para poder calentar una cantidad mucho mayor de la sustancia sólida vaporizable (por ejemplo, la porción completa) que normalmente tendería también a estar más lejos del dispositivo de calentamiento. Por supuesto, esto requiere más energía y tiempo, ya que el calor debe transmitirse más lejos del dispositivo de calentamiento. Como tal, debido a la menor cantidad a calentar y la cantidad de calentamiento que se necesita proporcionar, Esto significa que, en tales dispositivos de vapor sólido, en general, se requiere más energía y tiempo que en un dispositivo de vapor líquido para que salga el primer vapor durante una calada cuando la sustancia vaporizable se calienta desde la misma temperatura (normalmente temperatura ambiente). Como demostración de esto, en general, los dispositivos de vapor sólido necesitan actualmente varios segundos o más después de comenzar a calentarse antes de que se genere vapor, mientras que los dispositivos de vapor líquido pueden generar vapor casi al mismo tiempo que comienzan a proporcionar calentamiento.
En general, en los dispositivos de líquido-vapor, la energía solo se suministra a un dispositivo de calentamiento cuando un usuario aspira activamente una calada del dispositivo. Por otro lado, se ha encontrado que, en los dispositivos de vapor sólido, se puede suministrar energía a un dispositivo de calentamiento (en el caso del conjunto del primer aspecto, al dispositivo de calentamiento) en cualquier momento después de encender el conjunto. Al proporcionar calentamiento de tal forma, esto significa que después de que una sustancia vaporizable ha alcanzado una temperatura que hace que la sustancia se vaporice, es decir, una temperatura de vaporización o una temperatura de funcionamiento objetivo, por ejemplo, después de un primer modo de suministro de energía, el vapor continúa generándose independientemente de si un usuario está aspirando una calada. Esto permite también al usuario aspirar activamente en la boquilla y recibir vapor en cualquier momento durante una sesión, por ejemplo, durante un segundo modo de suministro de energía. Esto está en línea con un cigarrillo convencional.
Hemos encontrado que, al proporcionar calentamiento continuo durante una sesión, se consigue un ahorro energético. Esto se debe a que, por lo general, se requiere más energía para recalentar una sustancia sólida vaporizable que se ha dejado enfriar por debajo de la temperatura de funcionamiento objetivo que para mantener la sustancia vaporizable sólida a la temperatura de funcionamiento objetivo. Además, manteniendo la temperatura para caladas posteriores, un usuario puede aspirar vapor del dispositivo en una calada en cualquier momento sin esperar, como es posible que deba hacer para la primera calada.
En consecuencia, en relación con el primer aspecto normalmente, el dispositivo de calentamiento está dispuesto durante el uso para calentar la sustancia vaporizable durante un período en el que un usuario aspira aire a través de una boquilla del conjunto. En este caso, por "período" se entiende una sesión, lo que significa que se proporciona calentamiento durante toda la duración de la sesión. Sin embargo, en algunas circunstancias, "período" podría tener la intención de significar solo durante el tiempo en que un usuario está aspirando activamente aire/gas/vapor/aerosol a través de la boquilla.
Puesto que el usuario puede elegir cuándo aspirar activamente en el dispositivo, es probable que el período entre aspiraciones en una sesión no sea regular. Durante una sesión, si la brecha entre las aspiraciones es demasiado larga, la cantidad de energía utilizada por un dispositivo de vapor sólido que mantiene la sustancia vaporizable a la temperatura de funcionamiento objetivo será mayor que la que permite que la sustancia vaporizable se enfríe y se vuelva a calentar. Siempre que la brecha entre las ocasiones en que el usuario aspira activamente el dispositivo no sea demasiado larga, se logra la ventaja de ahorro de energía expuesta previamente. Para evitar que se pierdan las ganancias de eficiencia, la sesión en un dispositivo de vapor sólido puede "agotarse" al detener el calentamiento después de un período predeterminado, requiriendo que se reinicie una sesión cuando el usuario desee aspirar el dispositivo.
En consecuencia, en relación con el primer aspecto, el dispositivo de calentamiento puede disponerse durante el uso para finalizar el calentamiento de la sustancia vaporizable si el período transcurrido desde la última aspiración de aire a través de la boquilla por un usuario es mayor que un período predeterminado. El paso de aire a través de la boquilla por un usuario puede detectarse por un sensor en el dispositivo, tal como un sensor de temperatura, sensor de presión (como un sensor de soplo basado en presión) o sensor de flujo. Por ejemplo, el sensor de temperatura puede detectar fluctuaciones de temperatura cuando un usuario provoca el paso de aire a través de la boquilla (y el compartimiento de calentamiento).
El conjunto de calentamiento puede ser un conjunto de calentamiento por inducción, el dispositivo de calentamiento puede ser un dispositivo de calentamiento por inducción, y el cuerpo puede comprender además un susceptor calentable por inducción, estando dispuesto el dispositivo de calentamiento por inducción para calentar, durante el uso, el susceptor calentable por inducción del cuerpo, el conjunto de calentamiento está dispuesto para suministrar, durante el uso, energía al dispositivo de calentamiento por inducción para calentar el susceptor calentable por inducción; estando el sensor de temperatura dispuesto para supervisar, durante el uso, una temperatura relacionada con el calor generado por el susceptor, la información de temperatura relacionada con el calor generado por el susceptor puede determinarse a partir de la temperatura supervisada.
Mediante el uso de calentamiento por inducción, el calor se genera dentro del cuerpo, y sólo cuando el susceptor está presente. Como tal, el calentamiento es más eficiente porque se genera dentro del cuerpo en lugar de tener que ser transferido al cuerpo, por ejemplo, por conducción lejos del dispositivo de calentamiento (lo que también provocaría el calentamiento de otros componentes además del cuerpo). Adicionalmente, el calentamiento por inducción mejora la seguridad porque no se generará calor sin que exista un cuerpo adecuado ubicado en el compartimiento de calentamiento para calentar. Esto evita también que se aplique calentamiento innecesariamente o por accidente cuando no hay un cuerpo adecuado presente en el compartimiento de calentamiento. El conjunto de calentamiento está dispuesto para generar vapor a partir de material sólido generador de vapor en 5 segundos, preferiblemente 3 segundos después de comenzar a calentar (es decir, dentro de los 3 segundos). El uso intermitente del dispositivo y el calentamiento por inducción tiene un efecto sinérgico. Esto es que el calentamiento por inducción genera vapor rápidamente en comparación con otros sistemas de calentamiento tales como el calentamiento resistivo, lo que significa que el usuario no tiene que esperar antes de que se reinicie la calentamiento en cada ocasión. La combinación del uso de material generador de vapor sólido y el calentamiento rápido consigue así un ahorro energético, un uso efectivo del material generador de vapor sólido y limitar el tiempo de espera para el usuario, lo que significa que tienen un uso más cómodo del conjunto al mismo tiempo.
El susceptor puede comprender uno o más, pero sin limitación, de aluminio, hierro, níquel, acero inoxidable y aleaciones de los mismos, por ejemplo, cromo níquel. Con la aplicación de un campo electromagnético en sus proximidades, el susceptor puede generar calor debido a las corrientes de Foucault y las pérdidas por histéresis magnética que dan como resultado una conversión de energía de electromagnética a calor.
Cuando se use calentamiento por inducción, el conjunto puede incluir un generador de campo electromagnético fluctuante, por ejemplo, en forma de una bobina de calentamiento por inducción y un circuito de conducción asociado y una fuente de alimentación, dispuestos para funcionar durante el uso para generar un campo electromagnético fluctuante que tiene una densidad de flujo magnético de entre aproximadamente 0,5 Tesla (T) y aproximadamente 2,0 T en el punto de mayor concentración.
La fuente de alimentación y la circuitería pueden estar configurados ventajosamente para funcionar a una alta frecuencia, por lo que pueden accionar una bobina de calentamiento por inducción del dispositivo de calentamiento a una frecuencia similarmente alta. Preferiblemente, la fuente de alimentación y la circuitería pueden configurarse para funcionar a una frecuencia de entre aproximadamente 80 kHz y 500 kHz, preferiblemente aproximadamente 150 kHz y 250 kHz, más preferiblemente aproximadamente 200 kHz. Preferiblemente, en realizaciones que incluyen una bobina de calentamiento por inducción, la fuente de alimentación acciona la bobina de inducción a la misma frecuencia (es decir, entre aproximadamente 80 kHz y 500 kHz, preferiblemente aproximadamente 150 kHz y 250 kHz, más preferiblemente aproximadamente 200 kHz).
Mientras que la bobina de inducción, que es una forma que puede tomar el dispositivo de calentamiento por inducción, puede comprender cualquier material adecuado, normalmente, la bobina de inducción puede comprender un alambre Litz o un cable Litz.
El uso de calentamiento por inducción proporciona varias ventajas técnicas en las realizaciones en las que se utiliza. Por ejemplo, en realizaciones que requieren que un cuerpo incluya susceptores (como se ha descrito previamente) para ser calentado mediante el dispositivo, si se inserta un cuerpo en el dispositivo que no incluye un susceptor (es decir, si se inserta un cuerpo inadecuado en el dispositivo, por ejemplo, por error), entonces se puede determinar fácilmente que no hay ningún cuerpo adecuado presente en el dispositivo basándose en la relación entre la energía aplicada al dispositivo de calentamiento y la información de temperatura relacionada con el calentamiento en el cuerpo.
Por tanto, en algunas realizaciones, un cuerpo adecuado puede estar provisto de un susceptor o susceptores que tengan una frecuencia resonante predeterminada. En un caso de este tipo, puede ser posible distinguir entre cuerpos adecuados e inadecuados basándose en la supervisión y detección de las relaciones entre la energía aplicada al dispositivo de calentamiento y la información de temperatura cuando el generador de campo magnético fluctuante genera campos magnéticos fluctuantes a la frecuencia resonante predeterminada. En particular, en un caso de este tipo, habría un intervalo esperado de tasas a las que la temperatura debería aumentar para identificar un cuerpo adecuado para el calentamiento. En particular, una tasa de calentamiento demasiado lenta indicaría que el cuerpo no incluía un sustrato adecuado, Considerando que un calentamiento demasiado rápido podría indicar que se incluye un susceptor inadecuado o que el cuerpo es demasiado viejo o ya se ha calentado y, por tanto, no tiene humectante, etc.
Cualquier determinación de una cantidad restante de calentamiento o un número restante de veces que el gas puede pasar sobre el cuerpo durante el calentamiento puede basarse en una tasa de aumento de temperatura detectada. Normalmente, en cambio, sin embargo, una cantidad de calentamiento restante para el cuerpo se basa en la información sobre la cantidad de sustancia vaporizable almacenada. Esto puede ser después de una determinación de si el cuerpo se usa o no basándose en la información almacenada en el conjunto, lo que permite usar menos energía para llevar a cabo una determinación de este tipo.
El dispositivo de calentamiento puede tener un primer modo de suministro de energía y un segundo modo de suministro de energía, en donde, durante el uso, el dispositivo de calentamiento está dispuesto para supervisar y almacenar información sobre la cantidad de sustancia vaporizable antes de entrar al segundo modo de suministro de energía, como cuando está en el primer modo de suministro de energía. En esta etapa, la temperatura del cuerpo puede aumentarse hasta una temperatura predeterminada y/o el calentamiento puede proporcionarse durante un período predeterminado durante la aplicación de un nivel de energía predeterminado al dispositivo de calentamiento. Cualquier supervisión y calentamiento puede llevarse a cabo en respuesta a una activación, como en respuesta a la primera activación descrita en el presente documento.
Cuando está en el segundo modo de suministro de energía, el dispositivo de calentamiento puede estar configurado para mantener el cuerpo a una temperatura predeterminada y/o generar calor basándose en un nivel de energía predeterminado, por ejemplo, debido a la cantidad máxima de energía suministrable al dispositivo de calentamiento que se está configurando. Esta aplicación de diferentes modos de suministro de energía y supervisión permite que se lleve a cabo una determinación de si el cuerpo se ha usado o no antes de que el dispositivo de calentamiento mantenga el cuerpo a una temperatura predeterminada. Esto significa que se puede determinar un nivel de uso y se puede proporcionar calor a la temperatura adecuada al cuerpo, lo que reduce el riesgo de dañar el cuerpo o el conjunto. Cuando está en el primer modo de suministro de energía, el dispositivo de calentamiento puede estar dispuesto para aumentar la temperatura del cuerpo.
Durante el período en que el dispositivo de calentamiento está en el segundo modo de suministro de energía, la información sobre la cantidad de sustancia vaporizable puede controlarse para seguir (por ejemplo, registrar) la cantidad de uso del cuerpo. Esta supervisión puede diferir de la supervisión realizada cuando el dispositivo de calentamiento está en el primer modo de suministro de energía. Esto se debe a que la supervisión realizada en el segundo modo de suministro de energía puede ser la supervisión de información sobre la cantidad de sustancia vaporizable (almacenada) para permitir que se lleve a cabo una comparación con cualquier uso en curso del conjunto que esté provocando que el cuerpo se caliente. En otras palabras, la supervisión cuando el dispositivo de calentamiento está en el segundo modo de suministro de energía puede ser una supervisión para registrar la reducción de sustancia vaporizable en el cuerpo durante una sesión en comparación con la supervisión para determinar la cantidad de sustancia vaporizable en el cuerpo al inicio de la sesión según sea posible llevarse a cabo cuando el dispositivo de calentamiento está en el primer modo de suministro de energía de acuerdo con el proceso expuesto previamente. Por supuesto, también pueden llevarse a cabo otros pasos cuando el dispositivo de calentamiento está en cualquier modo de suministro de energía.
En consecuencia, el primer modo de suministro de energía puede disponerse para aplicarse, durante el uso, cuando se calienta el cuerpo, y el segundo modo de suministro de energía puede disponerse para aplicarse, durante el uso, después de aplicar el primer modo de suministro de energía, para mantener el cuerpo a una temperatura dentro de un intervalo de temperatura predeterminado, preferiblemente cuando está en el primer modo de suministro de energía, el conjunto de calentamiento está dispuesto para proporcionar al menos el 80 por ciento (%) de la energía máxima al dispositivo de calentamiento. Esto permite detectar al menos una condición del cuerpo basándose en el uso de energía y la información de temperatura obtenida mientras el conjunto está funcionando en un modo, pero también proporciona un modo adicional donde no es necesario llevar a cabo el procesamiento correspondiente a la determinación de al menos una condición del cuerpo. Puesto que la realización de la determinación requiere que se lleve a cabo un procesamiento, que utiliza energía, tener un modo de suministro de energía que no implique la determinación reduce por así el uso de energía atribuible a dicha determinación.
Después de la determinación de la información sobre la cantidad de sustancia vaporizable del cuerpo, el controlador puede disponerse aún más durante el uso, basándose en la información sobre la cantidad de sustancia vaporizable determinada, para realizar uno de: prohibir el calentamiento mediante el dispositivo de calentamiento, actualizar la información sobre la cantidad de sustancia vaporizable e iniciar el calentamiento mediante el dispositivo de calentamiento, o iniciar el calentamiento mediante el dispositivo de calentamiento. Normalmente, esto puede lograrse adaptando el controlador durante el uso para determinar si el cuerpo es un cuerpo inadecuado para su uso con el conjunto, es un cuerpo usado adecuado o un cuerpo sin usar adecuado, en donde después de determinar si el cuerpo es un cuerpo inadecuado, es un cuerpo sin usar adecuado o es un cuerpo usado adecuado, el controlador está dispuesto además durante el uso, basándose en dicha determinación, para realizar uno de: si el cuerpo se determina que es un cuerpo inadecuado, prohibir el calentamiento mediante el dispositivo de calentamiento, si el cuerpo se determina que es un cuerpo sin usar adecuado, iniciar el calentamiento mediante el dispositivo de calentamiento y reemplazar la información almacenada sobre la cantidad de sustancia vaporizable con nueva información sobre la cantidad de sustancia vaporizable, o si el cuerpo se determina que es un cuerpo usado adecuado, iniciar el calentamiento mediante el dispositivo de calentamiento basándose en la información sobre la cantidad de sustancia vaporizable almacenada.
Esto permite que el conjunto de calentamiento tome la acción adecuada basándose en la cantidad anticipada de sustancia vaporizable restante en el cuerpo, reduciendo así el riesgo de que el dispositivo o el cuerpo resulten dañados por una acción inapropiada que tenga lugar para la cantidad de sustancia vaporizable que queda en el cuerpo. Adicionalmente, este proceso puede llevarse a cabo cuando el dispositivo de calentamiento está en el primer modo de suministro de energía, y puede ser al menos parte de la supervisión que puede llevarse a cabo.
Por "un cuerpo inadecuado para su uso con el conjunto" se entiende un cuerpo con el que el conjunto no fue diseñado para ser compatible. Este puede ser un cuerpo con tipos particulares de sustancia vaporizable, o hecho de materiales particulares, por ejemplo.
El cuerpo puede determinarse como usado o sin usar como se define en el presente documento, así como realizarse una determinación de si el cuerpo es adecuado o inadecuado. Por supuesto, la determinación de si el cuerpo es adecuado o inadecuado puede determinarse por separado de si el cuerpo se ha usado o no, o puede determinarse al mismo tiempo.
En este punto, "prohibir el calentamiento" puede significar que se detiene el calentamiento que ya se estaba realizando, o que no se inicia el calentamiento cuando, de otro modo, se habría iniciado después de la determinación en curso (es decir, si el resultado de la determinación hubiera sido diferente).
De acuerdo con un segundo aspecto, se proporciona un método de calentamiento de un cuerpo de acuerdo con la reivindicación 14.
Al igual que con el primer aspecto, esto permite proporcionar una cantidad adecuada de calor al cuerpo, minimizando las posibilidades de daño causado por el calentamiento, ya que se proporciona una cantidad adecuada de calor para la cantidad de uso que ha sufrido el cuerpo. Por el término "volatilizar", se pretende decir vapor de producción, o producir vapor.
El método del segundo aspecto puede incluir también que, al iniciar el calentamiento, se proporcione un nivel de energía predeterminado durante un período de tiempo predeterminado y se supervise la tasa de aumento de la temperatura durante dicho período de tiempo, siendo la tasa supervisada la información de temperatura, y se establezca una cantidad de calentamiento restante para el cuerpo basándose en la antigüedad del cuerpo determinada a partir de la relación mantenida en la memoria.
Por "cantidad de calentamiento" se pretende indicar la cantidad restante que el cuerpo puede calentarse antes de que se considere que el cuerpo ha caducado o se ha usado en toda su extensión. Se considera que un cuerpo ha caducado o se ha usado en toda su extensión cuando queda en el cuerpo una cantidad predeterminada de sustancia vaporizable, tal como cero. La cantidad de calentamiento puede medirse en una cantidad de tiempo restante durante el que el cuerpo puede calentarse en una condición predeterminada, o el número de aspiraciones de gas a lo largo del cartucho/cuerpo, también conocidas como "caladas", restantes antes del calentamiento el cuerpo harán que el cuerpo caduque.
La determinación de la cantidad restante de calentamiento permite detener el calentamiento antes de que el calentamiento adicional se vuelva peligroso o provoque que el cuerpo se queme o se dañe. Esto reduce el riesgo para el usuario y reduce la probabilidad de dañar el dispositivo que contiene el cuerpo por el uso excesivo del cuerpo.
Una vez que se determina la cantidad de calentamiento restante, esta cantidad puede almacenarse en la memoria y/o un controlador y, preferiblemente, la cantidad de calentamiento restante se controla mientras el usuario hace que se use el dispositivo (por ejemplo, por calentamiento) y el controlador y/o la memoria pueden determinar cuándo la cantidad de calentamiento restante ha finalizado. Esto reduce las posibilidades de que el cuerpo se use en exceso y se queme o cause daños.
La tasa supervisada se puede usar también para determinar si el cuerpo es un cuerpo compatible con el dispositivo de calentamiento basándose en la relación entre la información de temperatura, la cantidad de energía suministrada al dispositivo de calentamiento y al menos una condición, cuando se determina que el cuerpo es compatible continúa el calentamiento, y cuando se determina que el cuerpo es incompatible, se detiene el calentamiento. De nuevo, esto reduce el riesgo de que el cuerpo se caliente y provoque daños y perjuicios al usuario debido a un calentamiento inadecuado.
Cuando se detiene el calentamiento debido a un cuerpo incompatible, se puede proporcionar una indicación al usuario. Esto alerta al usuario de la necesidad de cambiar el cuerpo. El calentamiento se puede detener también cuando se determina que se ha usado la cantidad restante de calentamiento.
El calentamiento del cuerpo puede iniciarse y/o detenerse mediante una activación. Esto permite un mayor control del usuario sobre el calentamiento, lo que puede prolongar la vida útil del cuerpo. Esta activación puede ser la primera activación o la segunda activación como se ha expuesto previamente.
De acuerdo con un tercer aspecto, se proporciona un dispositivo generador de vapor que comprende: un conjunto de calentamiento de acuerdo con el primer aspecto; un cuerpo que contiene una sustancia vaporizable, pudiendo el cuerpo calentarse por el conjunto de calentamiento; y una entrada de aire y una salida de aire que proporcionan un paso entre las mismas dispuesto durante el uso para permitir que el gas pase a lo largo del cuerpo durante el calentamiento para proporcionar aire al compartimiento de calentamiento.
El cuerpo (que también se denomina cartucho) puede incluir cualquier material adecuado. Normalmente, el cartucho incluye humectante o tabaco que contiene humedad, y preferiblemente el cartucho es un cartucho de un solo uso dispuesto para caducar, durante el uso, tras el consumo de una cantidad predeterminada de al menos un constituyente del cartucho. Un humectante o tabaco de este tipo puede ser la sustancia vaporizable.
La sustancia vaporizable sería cualquier tipo de material sólido o semisólido. Los tipos de ejemplo de sólidos generadores de vapor incluyen polvo, gránulos, microesferas, ralladuras, hebras, material poroso o láminas. La sustancia puede comprender material derivado de plantas y, en particular, la sustancia puede comprender tabaco.
Preferiblemente, la sustancia vaporizable puede comprender un formador de aerosol. Los ejemplos de formadores de aerosol incluyen alcoholes polihídricos y mezclas de estos, tales como glicerina o propilenglicol. Normalmente, la sustancia vaporizable puede comprender un contenido de formador de aerosol de base de entre aproximadamente el 5 % y aproximadamente el 50 % en peso seco. Preferiblemente, la sustancia vaporizable puede comprender un contenido de formador de aerosol de base de aproximadamente el 15 % en peso seco.
Los ejemplos de materiales sólidos que contienen un formador de aerosol líquido que son adecuados para formar el cuerpo en las realizaciones de la presente invención incluyen barras de tabaco que comprenden hojas de tabaco reconstituido impregnado con humectante, normalmente hasta cantidades de aproximadamente el 20 % de humectante en peso, el humectante suele ser glicerol o una mezcla de glicerol y propilenglicol, partículas de tabaco finamente molidas con humectante añadido para formar una pasta, o una espuma de tabaco formada también a partir de partículas de tabaco finamente molidas mezcladas con humectante, pero normalmente incluyen también un agente formador de gel y con niveles de humectante de hasta aproximadamente el 40 % en peso (preferiblemente entre el 20 % y el 40 %) como se ha descrito en la solicitud de patente pendiente WO 2018/0122375. El uso de cuerpos tales como espuma con altos niveles de humectante (mientras que todavía están suficientemente secos alrededor de la superficie para evitar manchar las superficies con las que pueden entrar en contacto) hace que ciertas realizaciones sean ventajosas porque es posible detectar el tipo de tales cuerpos sin la necesidad de proporcionar alguna forma de envoltura o empaque de papel para que el cuerpo haga identificable su tipo mediante una indicación impresa, siendo así respetuoso con el medio ambiente en términos de minimizar el exceso de material de empaquetado. Adicionalmente, tales cuerpos que tienen un alto peso de humectante son muy adecuados para identificar su estado de uso midiendo la tasa de aumento de su temperatura bajo calentamiento, ya que esto puede variar considerablemente a medida que se agota el humectante, especialmente para cuerpos tales como espuma, donde el humectante se agota casi por completo durante el vapeo (pasando de aproximadamente el 40 % en peso a cerca del cero % en peso después de una sesión completa de vapeo).
Tras el calentamiento, la sustancia vaporizable puede liberar compuestos volátiles. Los compuestos volátiles pueden incluir nicotina o compuestos de sabor, como saborizante de tabaco.
El cuerpo puede ser una cápsula que incluye, durante el uso, una sustancia vaporizable dentro de una cubierta permeable al aire. El material permeable al aire puede ser un material que sea eléctricamente aislante y no magnético. El material puede tener una alta permeabilidad al aire para permitir que el aire fluya a través del material con resistencia a altas temperaturas. Los ejemplos de materiales permeables al aire adecuados incluyen fibras de celulosa, papel, algodón y seda. El material permeable al aire también puede actuar como filtro. Como alternativa, el cuerpo puede ser una sustancia vaporizable envuelta en papel. Como alternativa, el cuerpo puede ser una sustancia vaporizable contenida dentro de un material que no es permeable al aire, pero que comprende unas perforaciones o aberturas apropiadas para permitir el flujo de aire. Como alternativa, el cuerpo puede ser la propia sustancia vaporizable. El cuerpo puede estar formado sustancialmente en la forma de un palo.
De acuerdo con un cuarto aspecto de la presente invención, se proporciona un cuerpo o cartucho para su uso con cualquiera de los aspectos anteriores, que comprende una sustancia vaporizable y adaptada de tal forma que al menos una condición que incluye una antigüedad del cuerpo o cápsula, un tipo de cuerpo o cápsula o la presencia del cuerpo o cápsula, puede determinarse en función de una relación entre la energía suministrada a un dispositivo de calentamiento para calentar el cuerpo o la cápsula y la información de temperatura relacionada con el calentamiento del cuerpo o la cápsula. Preferiblemente, la adaptación puede incluir proporcionar un cuerpo que tenga un porcentaje de líquido vaporizable (preferiblemente de humectante tal como propilenglicol y/o glicerina, pero posiblemente incluyendo además otros líquidos vaporizables tales como agua o etanol, etc.) que sea superior al 20 % en peso o al 10 % en peso (el 100 % en peso es igual al peso total del líquido y la sustancia vaporizable, tal como el tabaco, humectante y/o material derivado de plantas) cuando es fresco o "joven" que se reduce en al menos un 4 % en peso cuando el cuerpo o la cápsula se han calentado durante una sesión o se han dejado después de retirarlos del envase asociado con el cuerpo o la cápsula durante más de un período de tiempo predeterminado (de preferiblemente al menos 3 meses) en condiciones ambientales predeterminadas. Lo más preferiblemente, que el líquido vaporizable se reduzca al menos un 7 % cuando se calienta durante una sesión.
La adaptación al cuerpo o cápsula para la finalidad del cuarto aspecto de la presente invención puede incluir proporcionar un susceptor en el cuerpo o cápsula que tenga una eficiencia de calentamiento que dependa de la frecuencia de un campo magnético fluctuante energizante, de tal forma que tenga una eficiencia máxima de calentamiento en una primera frecuencia resonante predeterminada y caiga por debajo de un umbral predeterminado de eficiencia de calentamiento del 50 % de la eficiencia máxima de calentamiento a ambos lados de un intervalo de frecuencia.
De acuerdo con un quinto aspecto de la presente invención, se proporciona un conjunto de cuerpos de cartuchos de acuerdo con el cuarto aspecto de la presente invención, empaquetados dentro de un empaque adaptado para evitar que el porcentaje de líquido vaporizable caiga a menos del 3 % en peso durante un período de tiempo predeterminado, preferiblemente de al menos un año, hasta que se abra el envase (por ejemplo, por un consumidor).
BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS
Un conjunto de calentamiento de ejemplo y procesos de ejemplo se describen en detalle a continuación, haciendo referencia a las figuras adjuntas, en las que:
la Figura 1 muestra una vista esquemática de un dispositivo generador de vapor de ejemplo;
la Figura 2 muestra una vista en despiece del dispositivo generador de vapor de acuerdo con el ejemplo mostrado en la Figura 1;
la Figura 3 muestra un diagrama de flujo de un proceso de ejemplo; y
la Figura 4 muestra un diagrama de flujo de otro proceso de ejemplo.
DESCRIPCIÓN DETALLADA
Ahora, describimos un ejemplo de un dispositivo generador de vapor, incluyendo una descripción de un conjunto de calentamiento por inducción de ejemplo, cartuchos calentables por inducción de ejemplo y susceptores de ejemplo. Si bien a continuación se describe únicamente el calentamiento por inducción, otras formas de calentamiento, tales como el calentamiento resistivo, existen y se pueden aplicar en el dispositivo generador de vapor de ejemplo en lugar del calentamiento por inducción.
Haciendo referencia ahora a la Figura 1 y a la Figura 2, un dispositivo generador de vapor de ejemplo se ilustra, en términos generales, en 1 en una configuración ensamblada en la Figura 1 y una configuración sin ensamblar en la Figura 2.
El dispositivo generador de vapor 1 de ejemplo es un dispositivo de mano (con lo que pretendemos hacer referencia a un dispositivo que un usuario puede sostener y soportar sin ayuda en una única mano), que tiene un conjunto de calentamiento por inducción 10, un cartucho calentable por inducción 20 y una boquilla 30. El cartucho libera vapor cuando se calienta. En consecuencia, el vapor se genera utilizando el conjunto de calentamiento por inducción para calentar el cartucho calentable por inducción. El vapor puede, después, ser inhalado por un usuario en la boquilla.
En este ejemplo, un usuario inhala el vapor aspirando aire en el dispositivo 1 desde el entorno circundante, a través o alrededor de (cada uno correspondiente a, por ejemplo, por lo general a lo largo de) el cartucho calentable por inducción 20 y fuera de la boquilla 30 cuando el cartucho se calienta. Esto se logra ubicando el cartucho en un compartimiento de calentamiento 12 definido por una porción del conjunto de calentamiento por inducción 10 y al estar el compartimiento en conexión gaseosa con una entrada de aire 14 formada en el conjunto y una salida de aire 32 en la boquilla cuando el dispositivo está ensamblado. Esto establece un paso a través del conjunto y permite que el aire pase a través del dispositivo mediante la aplicación de presión negativa, que, generalmente, es creada por un usuario que aspira aire desde la salida de aire.
El cartucho 20 es un cuerpo que incluye una sustancia vaporizable 22 y un susceptor calentable por inducción 24. En este ejemplo, la sustancia vaporizable incluye uno o más de tabaco, humectante, glicerina y propilenglicol. La sustancia vaporizable es también sólida. El susceptor incluye una pluralidad de placas que son eléctricamente conductoras. En este ejemplo, el cartucho tiene también una capa o membrana 26 para contener la sustancia vaporizable y el susceptor, siendo la capa o membrana permeable al aire. En otros ejemplos, la membrana no está presente.
Como se ha señalado previamente, el conjunto de calentamiento por inducción 10 se usa para calentar el cartucho 20. El conjunto incluye un dispositivo de calentamiento por inducción, en forma de bobina de inducción 16 y una fuente de alimentación 18. La fuente de alimentación y la bobina de inducción están conectadas eléctricamente de tal forma que la energía eléctrica pueda transmitirse selectivamente entre los dos componentes.
En este ejemplo, la bobina de inducción 16 es sustancialmente cilíndrica, de tal forma que la forma del conjunto de calentamiento por inducción 10 es también sustancialmente cilíndrica. El compartimiento de calentamiento 12 está definido radialmente hacia dentro de la bobina de inducción con una base en un extremo axial de la bobina de inducción y unas paredes laterales alrededor de un lado radialmente interior de la bobina de inducción. El compartimiento de calentamiento está abierto en un extremo axial opuesto de la bobina de inducción a la base. Cuando se ensambla el dispositivo generador de vapor 1, la abertura queda cubierta por la boquilla 30, estando una abertura para la salida de aire 32 ubicada en la abertura del compartimiento de calentamiento. En el ejemplo mostrado en las figuras, la entrada de aire 14 tiene una abertura en el compartimiento de calentamiento en la base del compartimiento de calentamiento.
Un sensor de temperatura 11 se encuentra en la base del compartimiento de calentamiento 12. En consecuencia, el sensor de temperatura está ubicado dentro del compartimiento de calentamiento en el mismo extremo axial de la bobina de inducción 16 que la base del compartimiento de calentamiento. Esto significa que, cuando un cartucho 20 está ubicado en el compartimiento de calentamiento y cuando el dispositivo generador de vapor 1 está ensamblado (en otras palabras, cuando el dispositivo generador de vapor está en uso o listo para usar), el cartucho se deforma alrededor del sensor de temperatura. Esto se debe a que, en este ejemplo, el sensor de temperatura no perfora la membrana 26 del cartucho debido a su tamaño y forma.
El sensor de temperatura 11 está conectado eléctricamente a un controlador 13 ubicado dentro del conjunto de calentamiento por inducción 10. El controlador está también conectado eléctricamente a la bobina de inducción 16 y a la fuente de alimentación 18 y está adaptado, durante el uso, para controlar el funcionamiento de la bobina de inducción y el sensor de temperatura determinando cuándo cada uno debe recibir energía desde la fuente de alimentación.
A continuación, se describe un proceso de ejemplo como el que se muestra en la Figura 3. Como se ha mencionado anteriormente, con el fin de que se produzca vapor, el cartucho 20 se calienta, paso 101. Esto provoca la volatilización de la sustancia vaporizable.
El calentamiento se logra mediante una corriente eléctrica directa suministrada por la fuente de alimentación 18 que se convierte en una corriente alterna (CA) que a su vez se alimenta a la bobina de inducción 16. La corriente fluye a través de la bobina de inducción provocando que se genere un campo EM controlado en una región cercana a la bobina. El campo EM generado proporciona una fuente para que un susceptor externo (en este caso, las placas susceptoras del cartucho) absorba la energía EM y la convierta en calor, logrando, de este modo, el calentamiento por inducción.
En más detalle, al proporcionar alimentación a la bobina de inducción 16, se hace pasar una corriente a través de la bobina de inducción, provocando que se genere un campo EM. Como se ha mencionado anteriormente, la corriente suministrada a la bobina de inducción es una corriente alterna (CA). Esto provoca que se genere calor dentro del cartucho porque, cuando el cartucho está ubicado en el compartimiento de calentamiento 12, se pretende que las placas susceptoras estén dispuestas (sustancialmente) paralelas al radio de la bobina de inducción 16 como se muestra en las figuras, o que al menos tengan una componente de longitud paralela al radio de la bobina de inducción. En consecuencia, cuando la corriente CA se suministra a la bobina de inducción mientras el cartucho está ubicado en el compartimiento de calentamiento, la ubicación de las placas susceptoras provoca que se induzcan corrientes de Foucault en cada placa debido al acoplamiento del campo EM generado por la bobina de inducción a cada placa susceptora. Esto hace que se genere calor en cada placa mediante inducción.
Las placas del cartucho 20 están en comunicación térmica con la sustancia vaporizable 22, en este ejemplo, mediante contacto directo o indirecto entre cada placa susceptora y la sustancia vaporizable. Esto significa que, cuando el susceptor 24 se calienta inductivamente mediante la bobina de inducción 16 del conjunto de calentamiento por inducción 10, el calor se transfiere desde el susceptor 24 hasta la sustancia vaporizable 22, para calentar la sustancia vaporizable 22 haciendo que se volatilice produciendo un vapor.
Cuando el sensor de temperatura 11 está en uso, supervisa la temperatura, paso 102 midiendo la temperatura en su superficie. Cada medición de temperatura se envía al controlador 13 en forma de una señal eléctrica. Después, el controlador puede procesar la señal eléctrica para obtener información sobre la temperatura, paso 103, relacionada con el calor generado por el susceptor. En este ejemplo, la información de temperatura incluye una o más de la temperatura supervisada, la temperatura superficial del cartucho 20 (que, como se ha señalado previamente, puede ser la temperatura supervisada) o la tasa de cambio de temperatura.
El controlador 13 puede supervisar también la cantidad de energía suministrada por la fuente de alimentación 18 a la bobina de inducción 16.
En este ejemplo, el dispositivo generador de vapor 1 tiene también una memoria 28. Los datos se almacenan en la memoria que representa una relación entre la información de temperatura, la cantidad de energía suministrada a la bobina de inducción 16 y al menos una condición del cartucho. En consecuencia, la memoria contiene la relación. En este ejemplo, la al menos una condición es una o más de una antigüedad del cartucho 20, un tipo de cartucho o si un cartucho está presente o no en el compartimiento de calentamiento 12.
En un ejemplo alternativo, la memoria se encuentra en un dispositivo externo o se encuentra en la nube, por lo que nos referimos a recursos informáticos de almacenamiento y procesamiento basados en Internet a los que se puede acceder bajo demanda. En un caso de este tipo, el dispositivo generador de vapor tiene un dispositivo de acceso a la memoria que puede acceder e interactuar con la memoria.
Durante el uso, el controlador 13 puede acceder a la memoria 28, paso 104, para recuperar información suficiente para poder determinar, paso 105, la al menos una condición del cartucho 20 basándose en la relación mediante la realización del procesamiento utilizando la información de temperatura y la cantidad de energía suministrada a la bobina de inducción 16.
Como ejemplo de la relación, para un cartucho que contiene tabaco, cuando se calienta el tabaco en el cartucho genera un aerosol. Al mismo tiempo que se crea el aerosol, el nivel de humedad del tabaco disminuye debido a la generación del aerosol. Por lo tanto, el tabaco almacenado en un cartucho sin usar y el tabaco almacenado en un cartucho usado tienen diferentes niveles de humedad, que puede determinarse por la cantidad de humectante (proporcionando un formador de aerosol, por ejemplo) y agua. Esto tiene un impacto en la tasa de cambio de temperatura a medida que se calienta el cartucho. Para una cápsula usada, debido a la reducción del nivel de humedad, dicho cartucho se calienta más rápidamente que un cartucho sin usar calentado en las mismas condiciones, por lo que la tasa de cambio de temperatura es mayor para un cartucho usado que para un cartucho sin usar. De forma similar, la cantidad de energía requerida para calentar un cartucho usado a una temperatura particular es menor que para un cartucho sin usar. Por supuesto, esto también significa que un cartucho usado puede calentarse a una temperatura más alta que un cartucho sin usar cuando se suministra la misma cantidad de energía a la bobina de inducción para proporcionar calentamiento.
Otro ejemplo de la relación es que se puede determinar el tipo de cartucho que se está calentando. Debido a las diferencias entre los tipos de cartucho, tales como las diferencias en la composición de los diferentes tipos de cartuchos, suministrar una cantidad particular de energía para calentar un cartucho calienta diferentes tipos de cartuchos a diferentes temperaturas. Como tal, si la temperatura de la superficie de un cartucho está dentro de un intervalo de temperatura, o está por debajo de un umbral de temperatura particular, el cartucho se puede determinar como un tipo de cartucho; si la temperatura de la superficie del cartucho está dentro de un segundo intervalo de temperatura, o está entre dos umbrales de temperatura, entonces el cartucho puede determinarse como un segundo tipo de cartucho; si la temperatura de la superficie del cartucho está dentro de un tercer intervalo de temperatura, está entre otros dos umbrales de temperatura o está por debajo o por encima de otro umbral de temperatura, entonces el cartucho se puede determinar como otro tipo de cartucho.
Otro ejemplo de la relación es que se puede determinar si un cartucho está presente en el compartimiento de calentamiento. En este ejemplo, si se suministra energía a la bobina de inducción y la temperatura permanece por debajo de un umbral de temperatura, entonces no hay cartucho presente. Por otro lado, si se suministra alimentación a la bobina de inducción y la temperatura aumenta hasta el umbral de temperatura o lo supera, entonces hay un cartucho presente. Este aspecto de la relación existe porque el calor es generado por el susceptor en el cartucho, así, si el cartucho no está presente en el compartimiento de calentamiento, no se producirá calor ya que no habrá susceptor para generar calor, mientras que, si hay un cartucho, habrá un susceptor para generar calor.
Por supuesto, los tres ejemplos de la relación descrita previamente pueden determinarse al mismo tiempo. Por ejemplo, si no hay cartucho presente, entonces la temperatura que se puede controlar estará por debajo de un primer umbral de temperatura. Si la temperatura está entre el primer umbral de temperatura y un segundo umbral de temperatura de una temperatura más alta que el primer umbral de temperatura, entonces el cartucho es un cartucho sin usar de un primer tipo. Si la temperatura está entre el segundo umbral de temperatura y un tercer umbral de temperatura de una temperatura más alta que el segundo umbral de temperatura, el cartucho es un cartucho sin usar de un segundo tipo. Si la temperatura está entre el tercer umbral de temperatura y un cuarto umbral de temperatura superior al tercer umbral de temperatura, entonces el cartucho es un cartucho sin usar del tercer tipo de cartucho. Si la temperatura está por encima del cuarto umbral de temperatura, entonces el cartucho es un cartucho usado.
Una vez determinada la al menos una condición del cartucho 20, el controlador 13 selecciona la siguiente acción, paso 106, a realizarse mediante el dispositivo generador de vapor 1 basándose en la condición al menos una vez. Un ejemplo de la siguiente acción es prohibir que se suministre energía a la bobina de inducción 16 si se usa el cartucho. Esto evita que se utilicen cartuchos que ya no son adecuados para calentar. Por supuesto, el cartucho se puede usar más de un solo uso antes de que se determine que es un cartucho "usado". Se determina la cantidad de uso al que está expuesto un cartucho antes de que se considere que ya no es adecuado, por ejemplo, por el umbral de temperatura predeterminado para cartuchos usados y cuando un cartucho alcanza esa temperatura cuando se calienta desde la temperatura ambiente, el cartucho se considera "usado". Esto permite que los cartuchos se usen durante un período sostenido antes de que se considere que ya no son adecuados para la calentamiento.
Por supuesto, si se determina que un cartucho 20 está sin usar, entonces, el controlador selecciona la siguiente acción como suministro de energía a la bobina de inducción 16 bajo demanda.
En algunos ejemplos, el dispositivo generador de vapor 1 tiene un indicador o pantalla (no mostrado) que le indica al usuario la al menos una condición del cartucho 20 determinada por el controlador 13.
Un usuario puede usar el dispositivo cuando lo desee. Como se ha expuesto previamente, el uso del dispositivo se logra cuando el usuario aspira aire a través de los conductos del dispositivo y fuera de la boquilla, lo que hace que el aire (es decir, el gas) aspire el vapor generado en el compartimento de calentamiento hacia la boca del usuario. En algunos ejemplos, el dibujo del usuario en la boquilla actuará como un evento desencadenante para comenzar a calentar y, en otros ejemplos, se proporciona otra activación, tal como pulsar un botón, para empezar el calentamiento.
Independientemente de cualquier evento de activación, algunos usos por parte del usuario estarán muy juntos, por ejemplo, durante el período durante el que se quema un cigarrillo convencional o un período de tiempo similar, y algunos usos estarán separados por períodos de tiempo significativos, tales como hasta 15, 30, 60 minutos o más. Estas dos categorías de uso generalmente se pueden separar en uso consecutivo en relación con el patrón de uso donde el uso está muy próximo, y en uso no consecutivo en relación con el patrón de uso donde el uso está separado por un período de tiempo significativo. El uso consecutivo es el uso que generalmente cae en una sola "sesión" de uso del dispositivo generador de vapor y el uso no consecutivo se lleva a cabo en múltiples sesiones.
Por lo general, se entiende por sesión un período de tiempo durante el que el usuario puede usar el dispositivo en un breve período de tiempo. Por lo tanto, este es un período durante el que el dispositivo debe estar disponible para proporcionar vapor al usuario en respuesta directa al usuario que aspira la boquilla. En algunos ejemplos, cada sesión puede estar delimitada por un evento desencadenante que hace que la sesión (y cualquier calentamiento asociado) se inicie y se detenga.
Dentro de una sesión, para el dispositivo generador de vapor descrito previamente, en algunos ejemplos, se proporciona calentamiento a lo largo de una sesión (lo que incluye los momentos en que el usuario está aspirando aire a través del dispositivo y cuando no está aspirando aire a través del dispositivo). Por otro lado, entre sesiones no se proporciona calentamiento, lo que significa que cualquier respuesta al usuario que recibe vapor puede ser indirecta, tal como por una activación en lugar de solo por el usuario quien aspira el dispositivo.
Al tener el dispositivo en un estado de funcionamiento (por ejemplo, proporcionando o listo para proporcionar calentamiento) durante una sesión y en un estado de no funcionamiento entre sesiones reduce el uso de energía del dispositivo. Para aumentar este beneficio, en algunos ejemplos, el dispositivo está configurado para "agotar" una sesión cuando el usuario no ha usado el dispositivo durante un período de tiempo predeterminado. Esto permite ahorrar más energía y reduce el agotamiento de la sustancia vaporizable del cartucho cuando el usuario no está aspirando el dispositivo.
La Figura 4 muestra un ejemplo de proceso que puede llevarse a cabo utilizando el dispositivo generador de vapor descrito previamente. Cuando un usuario inicia una sesión de uso del dispositivo, un proceso de calentamiento se inicia mediante un evento de activación (paso 201). El evento de activación puede ser, por ejemplo, la pulsación de un botón por un usuario. En otros ejemplos, la activación puede ser uno de varios eventos. Uno de tales eventos en algunos ejemplos es que se retira el cartucho o se coloca un cartucho en el compartimiento de calentamiento del dispositivo generador de vapor.
En este caso, durante el uso, un usuario retira un cartucho del compartimento de calentamiento del dispositivo generador de vapor cuando ya no lo necesita. A continuación, un usuario inserta un cartucho en el compartimento de calentamiento. Para lograr esto, la boquilla se retira del resto del cuerpo del dispositivo generador de vapor. Esto hace que el compartimiento de calentamiento esté abierto y que el usuario pueda acceder al cartucho. A continuación, el usuario extrae el cartucho del compartimento de calentamiento. A continuación, el usuario coloca un cartucho en el compartimento de calentamiento y la boquilla se vuelve a unir al resto del cuerpo del dispositivo generador de vapor.
En realizaciones donde la boquilla se reemplaza por una cubierta (no mostrada) o se proporciona una cubierta para el compartimiento de calentamiento además de la boquilla en una ubicación alternativa a la boquilla, pudiendo la cubierta articularse hacia atrás y hacia adelante para abrir y cerrar el compartimento, en lugar de quitar la boquilla, el cartucho se extrae de la recámara abriendo la cubierta y tirando el usuario del cartucho a través de la abertura en la que se encuentra la cubierta; estando dicha abertura, por supuesto, en comunicación con el compartimiento de calentamiento. Entonces se puede introducir un cartucho alternativo en la cámara insertándolo a través de dicha abertura. A continuación, la cubierta se cierra posteriormente. En algunos casos alternativos donde el cartucho tiene una boquilla similar a un cigarrillo convencional, la cubierta se mantiene abierta durante el tiempo que el cartucho está ubicado en el compartimiento de calentamiento.
Como se ha mencionado anteriormente, la activación puede ser uno de varios eventos, siendo uno de esos eventos la extracción/colocación de un cartucho en/desde el compartimento de calentamiento. Tomando este ejemplo, una activación de este tipo en algunos ejemplos es la apertura/cierre del compartimiento de calentamiento, cuando esto se detecta (tal como por un sensor en el dispositivo generador de vapor), el controlador se adapta para iniciar un proceso de calentamiento como se ha expuesto previamente.
La sesión puede ser una sesión que utiliza un cartucho que se ha usado previamente o puede ser un cartucho que no se ha usado, tal como un nuevo cartucho o un cartucho que se está usando en el dispositivo por primera vez. En el caso de que la sesión sea una sesión con un cartucho que haya sido usado previamente en el compartimento de calentamiento del dispositivo, el comienzo de la sesión puede denominarse "reinicio" de la sesión. Cuando la sesión es una sesión con un cartucho que no se ha usado previamente en el compartimento de calentamiento y, por lo tanto, es nuevo en el dispositivo, entonces el comienzo de la sesión puede denominarse "inicio" de la sesión.
En el contexto de un comienzo de sesión, los términos "iniciar" y "reiniciar" se usan indistintamente. Como tal, independientemente de si la sesión se está iniciando o reiniciando, como se ha mencionado anteriormente, se inicia un proceso de calentamiento. Usando un proceso tal como el proceso expuesto previamente en relación con la Figura 3, se detecta el tipo del cartucho (paso 202). Esto permite determinar si el cartucho es un cartucho usado, un nuevo cartucho y/o es un cartucho de un tipo inapropiado para el dispositivo generador de vapor.
Si el tipo de cartucho detectado no es apropiado para el dispositivo por algún motivo, se detiene el calentamiento y el dispositivo proporciona una indicación al usuario (paso 203). En este ejemplo, la indicación puede proporcionarse en forma de un mensaje en una pantalla, el mensaje, por ejemplo, dice "Por favor, inserte un nuevo cartucho".
Cuando se detecta que el tipo de cartucho es un tipo de cartucho apropiado (es decir, no se determina si el cartucho es de tipo inapropiado o no apropiado), y el cartucho se detecta como un nuevo cartucho (es decir, sin usar), el tiempo de calentamiento restante o el número de caladas restantes para el cartucho se almacena en una memoria a la que puede acceder el controlador basándose en el tipo de cartucho detectado (paso 204). Si la memoria contiene información de este tipo previamente almacenada, se sobrescribe en esta etapa. El controlador puede inferir esta información basándose en que el cartucho es un nuevo cartucho de un tipo apropiado para su uso con el dispositivo generador de vapor, o puede determinarse usando un proceso. Un proceso de este tipo se expone con más detalle a continuación.
Después de este paso, o cuando en su lugar se detecta que el cartucho es un cartucho usado (y no se detecta como un tipo inapropiado), el calentamiento se aplica basándose en la cantidad de tiempo de calentamiento restante y/o el número de caladas restantes (paso 205).
En un ejemplo, esto implica que se determine el tipo actual del cartucho mediante una memoria accesible mediante el dispositivo que se comprueba para determinar la cantidad de tiempo o el número de caladas restantes para el cartucho presente en el dispositivo. Una vez realizada esta determinación, la cantidad de energía proporcionada para el calentamiento se limita a una cantidad predeterminada basándose en la determinación basada en la cantidad de tiempo o caladas restantes o todavía disponibles para ese cartucho. Esto entonces corresponde a la cantidad de energía que se aplicará para un tipo particular de cartucho, por lo que se establece un nivel de energía máximo para proporcionar calentamiento a una temperatura predeterminada.
Una ilustración de esta determinación se puede ver en el ejemplo hipotético de máxima energía, temperatura objetivo y tasa de aumento de temperatura relativa cuando se inicia/reinicia el proceso de calentamiento que se muestra en la Tabla 1 a continuación:
Una ilustración de esta determinación se puede ver en el ejemplo hipotético de cartuchos previamente presentes en el dispositivo de una relación entre el tiempo de sesión o el número de caladas, energía máxima correspondiente y temperatura objetivo resultante cuando se reinicia el proceso de calentamiento que se muestra en la Tabla 1 a continuación:
Tabla 1
Figure imgf000016_0001
Para cuando se inicia/reinicia el proceso de calentamiento, otro ejemplo hipotético de una relación entre la energía máxima, temperatura objetivo y tasa de aumento de temperatura relativa se muestra en la Tabla 2 a continuación:
Tabla 1
Figure imgf000016_0002
La tasa de aumento de temperatura relativa de la Tabla 2 corresponde a la tasa de aumento de temperatura del cartucho. Este es el efecto de la energía máximo, es decir, capada, aplicada mientras todavía se permite que el cartucho alcance la temperatura objetivo y/o mantenga la temperatura objetivo.
En relación con la Tabla 2, una tasa de aumento de temperatura de 10 grados centígrados por segundo (°C/s), por ejemplo, indica que hay una cantidad relativamente grande de humectante presente en el cartucho en comparación a cuando la tasa de aumento de temperatura es de 50 °C/s. Esto significa que para una tasa de aumento de temperatura de 10 °C/s, un nivel de energía máximo adecuado a aplicar sería relativamente grande (por ejemplo, el 15 % de la salida de energía máxima del dispositivo de calentamiento) en comparación con el nivel de energía máximo adecuado cuando la tasa de aumento de temperatura es de 50 °C/s, por ejemplo.
Considerando la Tabla 1, se puede observar que la cantidad acumulada de tiempo de calentamiento transcurrido previamente tiene un efecto sobre la energía máxima que se aplicará, ya que, si el tiempo acumulado es mayor, el nivel de energía máximo es más bajo. Sin embargo, esto aún permite que se alcance la temperatura objetivo mediante el ajuste de la energía máxima adecuada.
Con los ejemplos expuestos en las Tablas 1 y 2, puede ser posible determinar la energía máxima que se va a aplicar. Para el ejemplo de la Tabla 1, esto se puede lograr supervisando la tasa de aumento de temperatura a una energía conocida y determinando el nivel de energía máximo a aplicar basándose en los valores leídos de la memoria en comparación con una tabla de búsqueda o una base de datos con valores similares a los de la Tabla 2. Para el ejemplo de la Tabla 1, la determinación de la energía máxima puede lograrse leyendo el tiempo acumulado transcurrido o la cantidad acumulada de caladas (o el tiempo o la cantidad de caladas restantes) de la memoria y determinando el nivel de energía máxima que se aplicará basándose en los valores leídos de la memoria en comparación con un tabla de consulta o base de datos con valores similares a los de la Tabla 1.
Este proceso corresponde al proceso establecido en la Figura 3, con la selección de la siguiente acción basándose en la al menos una condición determinada en el paso 106 correspondiente a la siguiente acción que es establecer la energía máxima.
Estos ejemplos son también el proceso que se puede aplicar para determinar la cantidad de caladas restantes o la cantidad total de tiempo de calentamiento restante para un nuevo cartucho.
A medida que avanza la sesión, el dispositivo pasa del paso de determinación de qué energía máxima se aplica a un modo de calentamiento de funcionamiento normal, correspondiéndose el modo de calentamiento de funcionamiento normal en algunas realizaciones al segundo modo de suministro de energía descrito previamente. En este momento, se aplica el nivel de energía máximo determinado adecuado para el cartucho. El nivel de energía máximo para proporcionar calentamiento puede ajustarse basándose en la condición del cartucho a medida que cambia si es necesario. Este ajuste del perfil de calentamiento se basa en, por ejemplo, como se ha explicado previamente, el tiempo restante o el número de caladas restantes disponibles para el cartucho, y se logra mediante una memoria accesible mediante el dispositivo que se comprueba para determinar la cantidad de energía adecuada que se aplicará a un cartucho con esa cantidad de tiempo de uso/cantidad de caladas restantes.
El uso del cartucho por exposición al calentamiento y por el gas que se aspira a lo largo del cartucho mediante el uso del dispositivo generador de vapor por parte del usuario hace que disminuya la cantidad restante de tiempo de calentamiento y el número de caladas restantes. En este ejemplo, esta disminución se controla para conocer la cantidad restante de tiempo de calentamiento y el número de caladas restantes.
Como tal, mientras continúa el funcionamiento normal del modo de calentamiento, se controla el tiempo restante para calentar el cartucho y/o se controla el número de caladas del cartucho mientras todavía se aplica el calentamiento. Se lleva a cabo una comprobación para determinar si el tiempo restante o las caladas restantes han llegado a cero (paso 206) . Si el tiempo restante o las caladas restantes han llegado a cero, entonces se detiene el calentamiento y el dispositivo proporciona una indicación al usuario (paso 203). La indicación al usuario puede ser la misma que cuando se detecta que el cartucho no es del tipo apropiado para el dispositivo.
Si el tiempo restante o el recuento de caladas no ha llegado a cero, se realiza una comprobación de seguridad (paso 207) . Esto se lleva a cabo para evitar que no se detecte un cambio en el cartucho y se coloque un cartucho vacío en el dispositivo en lugar de, por ejemplo, un cartucho parcialmente usado. En algunos ejemplos, esto implica supervisar la temperatura del cartucho usando el sensor de temperatura y el controlador determinando si la temperatura indicada por la salida de datos del sensor de temperatura corresponde a una temperatura esperada del cartucho del tipo (por ejemplo, antigüedad) que el dispositivo entiende del proceso descrito previamente, o una temperatura superior a la esperada.
La expectativa de la temperatura a la que debe estar el cartucho puede corresponder a un intervalo de temperatura almacenado en el que se han diseñado los cartuchos adecuados para el dispositivo. Si la temperatura es más alta de lo esperado, es decir, es más alta que un umbral de temperatura predeterminado (la parte superior del intervalo de temperatura almacenado, por ejemplo), esto es una indicación de que el cartucho se está sobrecalentando y puede dañarse. Como tal, si esto se detecta en el control de seguridad, se detiene el calentamiento y el dispositivo proporciona una indicación al usuario (paso 203). La indicación al usuario puede ser la misma que cuando se detecta que el cartucho no es del tipo apropiado para el dispositivo.
Si el cartucho se considera seguro para continuar usándolo en el control de seguridad, se lleva a cabo una comprobación adicional para determinar si se ha recibido una activación de detención para el proceso de calentamiento (paso 208). En algunos ejemplos, la activación de detención la proporciona el usuario presionando un botón, que puede ser el mismo botón que el botón que proporciona la activación de inicio. Si se recibe la activación de detención, se detiene el calentamiento (paso 209). Si no se ha recibido ninguna activación de detención, entonces, el proceso continúa en un ciclo volviendo a la comprobación de si el tiempo restante o el recuento de caladas es cero en el paso 206.
Cuando se detiene el calentamiento, la cantidad restante de tiempo de calentamiento y/o el número de caladas restantes se almacena en la memoria para permitir que se use en el reinicio de una nueva sesión si no se reemplaza el cartucho actual. Después de detener el calentamiento, todo el proceso puede reiniciarse cuando se recibe la siguiente activación de inicio.
Como se ha expuesto previamente, cada cartucho usado con el dispositivo generador de vapor descrito previamente contiene un volumen de sustancia vaporizable. Este volumen es mayor cuando el cartucho es nuevo. Entonces el volumen disminuye a medida que la sustancia vaporizable en el cartucho se agota mediante el uso del cartucho. En algunos ejemplos, el controlador determina que el cartucho es un tipo de cartucho inapropiado cuando se infiere que la cantidad de sustancia vaporizable está por debajo de un umbral predeterminado. Este umbral puede relacionarse con una cantidad de caladas restantes o una cantidad de tiempo de calentamiento restante, o los parámetros inversos a la cantidad de caladas experimentadas por el cartucho o la cantidad acumulada de tiempo durante la que se ha calentado el cartucho. En algunos ejemplos, el umbral está entre 3 y 30 caladas y/o entre 5 y 20 minutos de tiempo de calentamiento acumulado. Por "tiempo de calentamiento acumulado" se entiende la cantidad total de tiempo durante la que se ha aplicado el calentamiento, que puede extenderse durante un número de sesiones dependiendo de cómo se use el cartucho y el dispositivo generador de vapor.

Claims (15)

REIVINDICACIONES
1. Un conjunto de calentamiento (10) para un dispositivo generador de vapor (1), comprendiendo el conjunto de calentamiento:
un dispositivo de calentamiento dispuesto durante el uso para calentar un cuerpo (20), comprendiendo el cuerpo una sustancia vaporizable (22), estando el conjunto de calentamiento dispuesto durante el uso para suministrar energía al dispositivo de calentamiento para calentar el cuerpo, volatilizándose la sustancia vaporizable con el calentamiento, reduciéndose así la cantidad de sustancia vaporizable en el cuerpo con el calentamiento; un paso (14) dispuesto durante el uso para permitir que el gas se aspire a lo largo del cuerpo; y
un controlador (13) dispuesto durante el uso para vigilar y almacenar información sobre la cantidad de sustancia vaporizable de la cantidad de sustancia vaporizable en el cuerpo determinando la cantidad de uso previo del cuerpo basándose en el tiempo almacenado durante el que se ha calentado el cuerpo y/o el número almacenado de veces que se ha aspirado gas a lo largo del cuerpo durante el calentamiento, y está dispuesto además durante el uso para establecer un nivel de energía máximo suministrable al dispositivo de calentamiento basándose en la información sobre la cantidad de sustancia vaporizable almacenada.
2. El conjunto de calentamiento (10) de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el controlador (13) está además dispuesto para establecer la cantidad máxima de energía suministrable al dispositivo de calentamiento basándose también en una relación almacenada entre la información de temperatura determinable a partir de una temperatura supervisada durante el calentamiento y una cantidad de energía suministrada al dispositivo de calentamiento o el perfil de la energía suministrada al dispositivo de calentamiento.
3. El conjunto de calentamiento (10) de acuerdo con la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en donde el controlador (13) está dispuesto, basándose en la cantidad de sustancia vaporizable en el cuerpo (20), para establecer la cantidad máxima de energía suministrable al dispositivo de calentamiento más baja para un cuerpo con menos sustancia vaporizable que para un cuerpo con más sustancia vaporizable.
4. El conjunto de calentamiento (10) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en donde el controlador (13) está dispuesto durante el uso para reemplazar la información sobre la cantidad de sustancia vaporizable almacenada con nueva información sobre la cantidad de sustancia vaporizable cuando el controlador determina que el cuerpo (20) no se ha usado previamente.
5. El conjunto de calentamiento (10) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el controlador (13) está dispuesto durante el uso para prohibir el calentamiento del cuerpo (20) cuando la cantidad de sustancia vaporizable en el cuerpo está por debajo de un umbral, y preferiblemente en donde el umbral por debajo del que el controlador está dispuesto para prohibir el calentamiento del cuerpo es cuando se ha aspirado gas a lo largo del cuerpo entre 3 y 30 veces o el cuerpo se ha calentado acumulativamente entre 5 y 20 minutos.
6. El conjunto de calentamiento (10) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la sustancia vaporizable (22) es sólida.
7. El conjunto de calentamiento (10) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el controlador (13) está dispuesto durante el uso para aplicar calentamiento cuando se está aspirando gas a lo largo del cuerpo (20) y cuando no se está aspirando gas a lo largo del cuerpo.
8. El conjunto de calentamiento (10) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde, el controlador (13) está dispuesto durante el uso para proporcionar calentamiento únicamente después de recibir una primera activación, y/o el controlador está dispuesto durante el uso para detener el calentamiento al recibir una segunda activación.
9. El conjunto de calentamiento (10) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende además un sensor de temperatura (11) dispuesto durante el uso para supervisar una temperatura relacionada con el calentamiento en el cuerpo (20), y preferiblemente en donde el controlador está dispuesto durante el uso para recibir información de temperatura del sensor de temperatura y detener el calentamiento si una temperatura del cuerpo supera un umbral predeterminado.
10. El conjunto de calentamiento (10) de acuerdo con la reivindicación 9, en donde el controlador (13) está dispuesto durante el uso para determinar si el cuerpo (20) no se ha usado previamente basándose en una relación almacenada entre la información de temperatura determinable a partir de una temperatura supervisada durante el calentamiento, antigüedad de un cuerpo y la cantidad de energía suministrada al dispositivo de calentamiento o el perfil de la energía suministrada al dispositivo de calentamiento, y preferiblemente en donde el controlador está dispuesto durante el uso para determinar si el cuerpo es un cuerpo que no se ha usado previamente tras la detección de un cuerpo que está siendo colocado para su calentamiento mediante el dispositivo de calentamiento.
11. El conjunto de calentamiento (10) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la información sobre la cantidad de sustancia vaporizable comprende el tiempo restante de calentamiento disponible y/o el número restante de veces que se puede aspirar gas a lo largo del cuerpo (20) durante el calentamiento.
12. El conjunto de calentamiento (10) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el controlador (13) está dispuesto para almacenar información sobre la cantidad de sustancia vaporizable en una memoria (28).
13. El conjunto de calentamiento (10) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el controlador (13) está adaptado durante el uso para determinar si el cuerpo (20) es un cuerpo inadecuado para su uso con el conjunto, es un cuerpo usado adecuado o un cuerpo sin usar adecuado, en donde después de determinar si el cuerpo es un cuerpo inadecuado, es un cuerpo sin usar adecuado o es un cuerpo usado adecuado, el controlador está dispuesto además durante el uso, basándose en dicha determinación, para realizar uno de:
si el cuerpo se determina que es un cuerpo inadecuado, prohibir el calentamiento mediante el dispositivo de calentamiento,
si el cuerpo se determina que es un cuerpo sin usar adecuado, iniciar el calentamiento mediante el dispositivo de calentamiento y reemplazar la información almacenada sobre la cantidad de sustancia vaporizable con nueva información sobre la cantidad de sustancia vaporizable, o
si el cuerpo se determina que es un cuerpo usado adecuado, iniciar el calentamiento mediante el dispositivo de calentamiento basándose en la información sobre la cantidad de sustancia vaporizable almacenada.
14. Un método de calentamiento de un cuerpo (20), comprendiendo el cuerpo una sustancia vaporizable (22), volatilizándose la sustancia vaporizable con el calentamiento, comprendiendo el método:
determinación con un controlador (13) de la cantidad de uso anterior del cuerpo basándose en el tiempo almacenado durante el que el cuerpo se ha calentado y/o el número almacenado de veces que se ha aspirado gas a lo largo del cuerpo durante el calentamiento;
establecimiento con el controlador de una cantidad máxima de energía suministrable a un dispositivo de calentamiento basándose en la cantidad de sustancia vaporizable almacenada en el cuerpo; y calentamiento del cuerpo con el dispositivo de calentamiento alimentado con energía para calentar el cuerpo proporcionando el nivel de energía máximo establecido.
15. Un dispositivo generador de vapor (1) que comprende:
un conjunto de calentamiento (10) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13;
un cuerpo (20) que contiene una sustancia vaporizable (22), pudiendo el cuerpo calentarse por el conjunto de calentamiento; y
una entrada de aire (14) y una salida de aire (32) que proporcionan un paso entre las mismas dispuesto durante el uso para permitir que el gas pase a lo largo del cuerpo durante el calentamiento para proporcionar aire al compartimiento de calentamiento.
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