ES2953845T3 - Dispositivo de guía de aerosoles y sistema generador de aerosoles que comprende dicho dispositivo de guía de aerosoles - Google Patents

Dispositivo de guía de aerosoles y sistema generador de aerosoles que comprende dicho dispositivo de guía de aerosoles Download PDF

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Abstract

Se proporciona un sistema generador de aerosol, comprendiendo el sistema: medios generadores de aerosol; medios de administración de aerosoles; y un dispositivo guía de aerosol. El dispositivo de guía de aerosol comprende una cámara que tiene una entrada de aire y una salida de aire, los medios de suministro de aerosol están configurados de manera que el aerosol se introduce desde los medios generadores de aerosol dentro de la cámara en uso en su parte más estrecha, y se define una ruta de flujo de aire desde la entrada de aire a la salida de aire para transportar el aerosol a la salida de aire. También se proporciona un dispositivo guía de aerosol para uso en un sistema generador de aerosol, comprendiendo el dispositivo: una cámara que tiene una entrada de aire y una salida de aire. El aerosol se introduce desde un medio generador de aerosol en la cámara en uso en su parte más estrecha, y se define una ruta de flujo de aire desde la entrada de aire a la salida de aire para transportar el aerosol a la salida de aire. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Dispositivo de guía de aerosoles y sistema generador de aerosoles que comprende dicho dispositivo de guía de aerosoles
La presente invención se refiere a un dispositivo de guía de aerosoles y a un sistema generador de aerosoles que contiene dicho dispositivo de guía de aerosoles. Más particularmente, se refiere a un dispositivo de guía de aerosoles para controlar y modificar el flujo de aire para su uso en un sistema generador de aerosoles, tal como un cigarrillo electrónico.
Los sistemas generadores de aerosoles, tales como los cigarrillos electrónicos, se están volviendo muy conocidos en la técnica. El principio de funcionamiento de estos cigarrillos electrónicos generalmente se centra en proporcionar un vapor con sabor a un usuario sin quemar material. Algunos dispositivos conocidos comprenden una mecha capilar y un serpentín calentador, que el usuario puede activar mediante succión en una boquilla del dispositivo o, por ejemplo, activando un botón pulsador en el dispositivo. Esto enciende una fuente de alimentación de batería que activa el calentador, que vaporiza un material líquido o sólido. La succión en la boquilla además hace que el aire se introduzca en el dispositivo a través de una o más entradas de aire y hacia la boquilla a través de la mecha capilar, y el vapor que se produce cerca de la mecha capilar se mezcla con el aire de la entrada de aire y se transporta hacia la boquilla como un aerosol.
Un factor importante en el diseño de los sistemas generadores de aerosoles, tales como los cigarrillos electrónicos, es la regulación del flujo de aire dentro del sistema, que afecta a la calidad y la cantidad de aerosol que se suministra al usuario. El tamaño de partícula del aerosol también es una consideración importante, y se puede determinar el tamaño óptimo de partícula del aerosol para el suministro óptimo de dicho aerosol a los pulmones; las partículas de aerosol que tienen un diámetro superior a, por ejemplo, 1,0 micrómetro pueden quedar atrapadas u obstruidas antes de que alcancen los pulmones, y las partículas de aerosol que tienen un diámetro, por ejemplo, inferior a 1,0 micrómetro pueden suministrarse más eficazmente a los pulmones.
Se han hecho algunos intentos para abordar los problemas anteriores. Por ejemplo, con el dispositivo del documento EP2319334A1, la velocidad del flujo de aire puede controlarse dentro del dispositivo variando el área de la sección transversal de la ruta del flujo de aire aguas arriba de la mecha capilar para aprovechar el efecto Venturi. El flujo de aire a través de una sección constreñida aumenta en velocidad para satisfacer el principio de continuidad, mientras que su presión debe disminuir para conservar la energía mecánica. De manera similar, el flujo de aire a través de una sección más ancha debe, por el contrario, disminuir en velocidad, mientras que su presión aumenta.
Se puede encontrar otra técnica relacionada en el documento US 2009/050137 A1 dirigido a un inhalador con un canal de mezcla para producir un aerosol para ser inhalado que incluye una salida en un extremo que se puede insertar en la boca de una persona para inhalar el aerosol que se produce; al menos una entrada en su otro extremo para introducir el aire al canal de mezcla y al menos una zona de inyección que se encuentra entre la entrada y la salida y forma parte de la pared del canal, en donde la zona de inyección tiene al menos un orificio de boquilla para suministrar un líquido, el documento EP°2°335°757°A2 que describe un dispositivo de administración de fármacos sin aguja y el documento WO 2014/085719 A1 se refiere a métodos y dispositivos para la administración de compuestos.
Sin embargo, un problema con los dispositivos conocidos que intentan controlar la velocidad del flujo de aire es que las inconsistencias dentro del sistema, por ejemplo, debido a las tolerancias de fabricación, o las inconsistencias debidas a factores externos, por ejemplo, la succión variada de un usuario puede conducir a una variación consecuente en el flujo de aire resultante dentro del sistema generador de aerosoles. Por ejemplo, la caída de presión en las cámaras de vaporización de los modelos actuales de cigarrillos electrónicos a veces varía mucho entre 392,3 Pa y 2451,7 Pa (40 mmWC y 250 mmWC), y más comúnmente entre 980,7 Pa y 1225,8 Pa (100 mmWC y 125 mmWC). Además, a menudo hay inconsistencias significativas en la caída de presión lograda en las cámaras de vaporización utilizadas a lo largo de los cigarrillos electrónicos del mismo modelo. Otro problema es que, si surgen estas inconsistencias en un diseño particular de cigarrillo electrónico, entonces, es casi imposible cambiar ese diseño para modificar aún más el flujo de aire, dando como resultado de este modo una falta de flexibilidad de todo el sistema.
Debido a la inconsistencia en la caída de presión dentro de los sistemas actuales generadores de aerosoles, es posible que no haya ningún material líquido o sólido a vaporizar presente en la mecha cuando un usuario realiza una acción de succión en la boquilla. Esto conduce a un efecto desagradable denominado "calada seca" donde el calentador quema la mecha capilar y el usuario experimenta un sabor a quemado. En otros casos, puede haber demasiado material líquido o sólido en la mecha capilar, en cuyo caso el calentador no puede vaporizar todo dicho material, dando como resultado de este modo un sistema ineficiente.
La presente invención busca proporcionar un sistema generador de aerosoles, tal como un cigarrillo electrónico, que supere los problemas anteriormente mencionados, incluyendo proporcionar medios flexibles y mejorados para modificar y regular el flujo de aire dentro del sistema generador de aerosoles.
Los presentes inventores han reconocido que se requiere un mayor grado de flexibilidad y control para mejorar la experiencia de fumar de un sistema generador de aerosoles, tal como un cigarrillo electrónico.
La presente invención se define por las reivindicaciones independientes adjuntas 1 y 2. Las respectivas reivindicaciones dependientes describen características opcionales y realizaciones preferidas.
En consecuencia, visto desde un aspecto de la presente invención, se proporciona un sistema generador de aerosoles, comprendiendo el sistema: un medio generador de aerosoles; medio de suministro de aerosoles; y un dispositivo de guía de aerosoles, en donde el dispositivo de guía de aerosoles comprende una cámara que tiene una entrada de aire y una salida de aire, estando configurados el medio de suministro de aerosoles de modo que el aerosol se introduce desde el medio generador de aerosoles en la cámara en uso en su parte más estrecha, y en donde se define una ruta de flujo de aire desde la entrada de aire hasta la salida de aire para transportar el aerosol a la salida de aire.
En uso, cuando se activa el sistema, el medio generador de aerosoles vaporiza el material líquido para formar un vapor sobresaturado (o en el caso de un material sólido, el medio generador de aerosoles provoca la sublimación de modo que el vapor sobresaturado se forma a partir del material sólido) que se mezcla con aire procedente de al menos una entrada de aire y se condensa para formar un aerosol, que se suministra a la cámara del dispositivo de guía de aerosoles a través de un medio de suministro de aerosoles. Mediante la acción de succión de la boca de un usuario, el aerosol se transporta hacia la salida de aire de la cámara del dispositivo de guía de aerosoles de modo que se define una ruta de flujo de aire desde la entrada de aire hasta la salida de aire de la cámara en una dirección de una parte aguas arriba de la cámara a una parte aguas abajo de la cámara.
En la presente invención, debe entenderse que la expresión "medio generador de aerosoles" denota cualquier medio por el cual se pueda generar un aerosol. Por ejemplo, el medio generador de aerosoles puede comprender un calentador, o un conjunto de calentador y mecha, como se describirá a continuación. En otro ejemplo, el medio generador de aerosoles puede comprender un medio de control de la caída de la presión para reducir el punto de ebullición de un líquido o el punto de sublimación de un sólido, por ejemplo, debido a la forma de la cámara. En otro ejemplo más, el medio generador de aerosoles puede comprender un sistema de pulverización de aerosoles, un nebulizador, un aparato de electropulverización y/o un generador de aerosoles de orificio vibratorio, sólo por nombrar algunos.
En la presente invención, debe entenderse que la expresión "medio de suministro de aerosoles" denota cualquier medio para garantizar que el aerosol generado por el medio generador de aerosoles se suministre a la cámara en uso. Por ejemplo, el medio de suministro de aerosoles puede comprender al menos una perforación a través de la pared de la cámara, por ejemplo, para recibir una mecha de modo que el aerosol se genere en (y se suministre a) la parte más estrecha de la cámara en uso. En este ejemplo, el medio generador de aerosoles puede comprender un calentador para calentar el extremo de la mecha. Adicional o alternativamente, el medio de suministro de aerosoles puede comprender un tubo para guiar el aerosol dentro y hacia la cámara desde un medio generador de aerosoles que se coloca fuera de la cámara en uso. Alternativamente, el medio de suministro de aerosoles puede comprender un medio de direccionamiento para dirigir el aerosol hacia la parte más estrecha de la cámara en caso de que el medio generador de aerosoles esté situado dentro de la cámara en uso. Dicho medio de direccionamiento puede comprender un componente, por ejemplo, un tubo contenido dentro de la cámara que dirige el aerosol hacia la parte más estrecha de la cámara. Dicho medio de direccionamiento puede adicional o alternativamente comprender simplemente el medio para proporcionar una orientación del medio generador de aerosoles de modo que el aerosol se dirija hacia la parte más estrecha de la cámara, por ejemplo, utilizando un medio de posicionamiento.
El sistema generador de aerosoles de acuerdo con la presente invención, que puede ser un cigarrillo electrónico, proporciona una serie de ventajas. Significativamente, el aerosol se introduce en el dispositivo de guía de aerosoles por el medio de suministro de aerosoles en la parte más estrecha de la cámara, donde existe un área de baja presión como resultado del efecto de vacío. En el caso de que el material a vaporizar sea un líquido, el área de baja presión en la parte más estrecha de la cámara atrae el líquido y al mismo tiempo la configuración de la parte más estrecha de la cámara aumenta la velocidad del flujo de aire debido al efecto Venturi. En el caso de un material sólido a vaporizar (o sublimar), el medio de suministro de aerosoles puede configurarse para colocar dicho material sólido muy cerca de la parte más estrecha de la cámara y muy cerca del medio generador de aerosoles de modo que el material sólido se vaporiza (o sublima) y se suministra a la parte más estrecha de la cámara en uso, el punto en el que la velocidad del flujo de aire aumenta debido al efecto Venturi. En algunos ejemplos preferidos, el aerosol puede generarse en la parte más estrecha de la cámara en uso.
Con la presente invención, la parte más estrecha de la cámara es también el punto en el que el flujo de aire a través del medio de guía de aerosoles es más rápido. Al controlar el tamaño y la configuración de la parte más estrecha de la cámara, se regulan tanto la velocidad como la dirección del flujo de aire, y se controla el tamaño de las partículas en el aerosol resultante y, en particular, se reduce con respecto a los dispositivos conocidos. Además, cuanto más rápido sea el flujo de aire en la ruta de flujo de aire en uso, más aerosol se puede suministrar al usuario por calada, dando como resultado de este modo un mecanismo de administración de aerosol más eficiente y mejorando tanto la eficiencia del sistema como la experiencia de fumar para el usuario.
En caso de que el material a vaporizar sea un líquido, el líquido puede almacenarse dentro de un depósito de líquido dentro o fuera de la cámara del dispositivo de guía de aerosoles. La configuración de dicho depósito de líquido se describirá con más detalle a continuación. El líquido a vaporizar puede tener propiedades físicas adecuadas para su uso en el sistema generador de aerosoles de la presente invención, por ejemplo, puede tener un punto de ebullición adecuado para vaporizar dicho líquido en la parte más estrecha de la cámara. Si el punto de ebullición del líquido es demasiado alto, entonces el medio generador de aerosoles no podrá vaporizar dicho líquido. Si el punto de ebullición del líquido es demasiado bajo, el líquido puede vaporizarse incluso antes de que se active el medio generador de aerosoles.
El uso de un material líquido a vaporizar ofrece ventajas particulares en combinación con el suministro de aerosoles en la parte más estrecha de la cámara. Por ejemplo, el área de presión de aire reducida en el punto más estrecho reduce el punto de ebullición de dicho líquido, haciendo de este modo que el dispositivo sea más eficiente y ahorrando energía eléctrica. Por lo tanto, la parte más estrecha de la cámara puede ser el medio generador de aerosoles en virtud de su forma. Además, la presión reducida en la parte más estrecha de la cámara actúa para extraer líquido del depósito de líquido hacia la parte más estrecha de la cámara, dando como resultado una mejor consistencia de calada a calada y garantizando que siempre haya suficiente líquido a vaporizar, lo que elimina el problema de la calada seca. Esto también da como resultado un mayor caudal de aerosol a través del sistema generador de aerosoles, lo que mejorará la experiencia del usuario al proporcionar un aumento en la producción de aerosol por calada.
El material líquido preferentemente comprende tabaco o aromatizantes que comprenden tabaco. Además o alternativamente, el material líquido puede comprender aromatizantes que no comprendan tabaco. El líquido puede comprender además derivados de glicerina o glicol o una mezcla de los mismos.
Preferentemente, la cámara del dispositivo de guía de aerosoles puede comprender una sección constreñida de modo que una parte aguas arriba de la cámara esté definida entre la entrada de aire y la sección constreñida y una parte aguas abajo de la cámara esté definida entre la sección constreñida y la salida de aire. Dicha sección constreñida puede ser la parte más estrecha de la cámara.
Preferentemente, la parte aguas arriba de la cámara y la parte aguas abajo de la cámara se pueden ahusar desde la entrada de aire y la salida de aire respectivamente hacia la sección constreñida. El ahusamiento de la cámara proporciona ventajosamente un mejor control del diferencial de presión a lo largo de la ruta del flujo de aire. En particular, los gradientes graduales de la(s) parte(s) ahusada(s) reducen la resistencia en la cámara y, por tanto, regulan el flujo de aire de manera controlada.
Preferentemente, el ángulo de ahusamiento de la parte aguas arriba de la cámara puede ser mayor que el ángulo de ahusamiento de la parte aguas abajo de la cámara y/o la longitud de la parte aguas arriba de la cámara puede ser menor que la longitud de la parte aguas abajo de la cámara.
Alternativamente, la cámara del dispositivo de guía de aerosoles puede comprender una parte aguas arriba que se ahúsa hacia adentro desde la entrada de aire. Además o alternativamente, la cámara del dispositivo de guía de aerosoles puede comprender una parte aguas abajo que se ahúsa hacia adentro desde la salida de aire.
En cada uno de los ejemplos de la presente invención que comprenden ahusamiento, el ángulo de ahusamiento de la parte aguas arriba de la cámara puede estar entre 20 y 40 grados con respecto al eje longitudinal de la cámara, más preferentemente entre 25 y 35 grados, y aún más preferentemente 30 grados. Además, el ángulo de ahusamiento de la parte aguas abajo de la cámara puede estar entre 3 y 7 grados con respecto al eje longitudinal de la cámara, más preferentemente entre 4 y 6 grados, y aún más preferentemente 5 grados. Estos ángulos ahusados particulares han sido identificados por los presentes inventores para proporcionar un aumento óptimo en el caudal de aire en la cámara mientras se mantiene un diferencial de presión adecuado a través de la cámara del dispositivo de guía de aerosoles en uso.
Las dimensiones preferidas típicas del dispositivo de guía de aerosoles pueden estar entre 14 y 15 milímetros de largo, 10 a 15 milímetros de diámetro en la parte más ancha y de 1 a 5 milímetros en su parte más estrecha, en donde la longitud de la parte aguas arriba puede estar entre 8 y 10 milímetros, y la longitud de la parte aguas abajo puede estar entre 30 y 40 milímetros. En un ejemplo específico, la longitud del dispositivo de guía de aerosoles puede ser de 46,5 milímetros en total, el diámetro en su parte más ancha puede ser de 13,5 milímetros, el diámetro en su parte más estrecha puede ser de 2 milímetros, la longitud de la parte aguas arriba puede ser de 9,25 milímetros, y la longitud de la parte aguas abajo puede ser de 37,25 milímetros. Estas dimensiones particulares del dispositivo de guía de aerosoles preferentemente le permiten sentarse cómodamente dentro de un sistema de guía de aerosoles para que el flujo de aire pueda regularse y optimizarse a través del dispositivo.
En otro ejemplo, la cámara del dispositivo de guía de aerosoles puede comprender al menos dos secciones constreñidas. Dichas al menos dos secciones constreñidas pueden ser del mismo tamaño, longitud y/o forma. Al menos dos secciones constreñidas son del mismo tamaño, entonces ambas o cada una de dichas al menos dos secciones constreñidas pueden representar las partes más estrechas de la cámara. Alternativamente, las al menos dos secciones constreñidas pueden ser de diferente tamaño, longitud y/o forma.
Preferentemente, el dispositivo de guía de aerosoles comprende una forma de sección transversal circular. Visto desde un plano ortogonal al área de la sección transversal, el diámetro del área de la sección transversal circular o de cualquier otra forma de la cámara puede disminuir o aumentar a lo largo de dicha cámara, y la parte más estrecha de la cámara está asociada con un área de la sección transversal más pequeña.
En un ejemplo, la entrada de aire y la salida de aire de la cámara del dispositivo de guía de aerosoles pueden tener las mismas dimensiones. En otro ejemplo, la entrada de aire y la salida de aire de la cámara del dispositivo de guía de aerosoles pueden tener dimensiones diferentes. Las dimensiones relativas de la entrada y la salida de aire, así como el ahusamiento relativo de las partes aguas arriba y aguas abajo de la cámara, se pueden seleccionar para proporcionar un medio de control de presión para controlar el diferencial de presión a través de la cámara y/o entre el aire entrada y la salida de aire de la cámara del dispositivo de guía de aerosoles. En particular, las dimensiones relativas de la entrada de aire y la salida de aire también pueden afectar a la velocidad y la intensidad del flujo de aire dentro de la cámara. Si las dimensiones de la entrada de aire y la salida de aire de la cámara son iguales, entonces el diferencial de presión entre dicha entrada de aire y dicha salida de aire puede ser cero. Sin embargo, si la entrada de aire tiene una dimensión mayor que la salida de aire, puede haber una caída de presión general a través de la cámara del dispositivo de guía de aerosoles. Por otro lado, si la entrada de aire tiene una dimensión más pequeña que la salida de aire, entonces puede existir un aumento de presión general a través de la cámara del dispositivo de guía de aerosoles.
La forma de la cámara del dispositivo de guía de aerosoles también puede proporcionar un medio de control de presión. Por ejemplo, el ahusamiento de las paredes de la cámara puede proporcionar un medio de control de presión adicional además del proporcionado por las dimensiones relativas de la entrada de aire y la salida de aire de la cámara. Por ejemplo, los gradientes graduales de las paredes ahusadas de la cámara pueden actuar para reducir la resistencia y, por lo tanto, homogeneizar la presión a través de una sección transversal particular de la cámara.
Preferentemente, el medio de control de presión puede configurarse para proporcionar un diferencial de presión a través de la cámara de entre 735,5 Pa y 1078,7 Pa (75 mmWC y 110 mmWC) en uso. El diferencial de presión puede ser preferentemente una caída de presión. Este intervalo de caída de presión a lo largo de la cámara es la caída de presión a lo largo de un cigarrillo convencional.
El dispositivo de guía de aerosoles comprende preferentemente un material termoaislante, por ejemplo, plástico. Por supuesto, se pueden contemplar otros materiales térmicamente aislantes y, en particular, de acuerdo con la naturaleza del aerosol que será generado por el medio generador de aerosoles y dichos materiales son conocidos por los expertos en la materia. Una ventaja de esto es la menor pérdida de calor dentro del dispositivo de guía de aerosoles de modo que se puede mejorar la eficiencia térmica del sistema generador de aerosoles. Esto es de particular importancia si el medio generador de aerosoles comprende un calentador.
La cámara del dispositivo de guía de aerosoles puede estar nervada internamente. Dicha configuración puede reducir ventajosamente la cantidad de flujo envolvente de aire a lo largo de las paredes de la cámara, mejorando de este modo la eficiencia del sistema.
La cámara del dispositivo de guía de aerosoles se puede fabricar preferentemente utilizando tecnologías de impresión 3D. La cámara también puede comprender preferentemente un único elemento cuerpo que actúa para reducir la variabilidad entre componentes. El uso de un solo elemento también evita la necesidad de ensamblar múltiples componentes, aumentando de este modo la facilidad de uso del dispositivo. Esto es especialmente ventajoso si, por ejemplo, la cámara está defectuosa o ha llegado al final de su vida útil y ya no funciona, ya que la presente invención permite que se reemplace rápida y fácilmente.
Se pueden contemplar varias posiciones del dispositivo de guía de aerosoles dentro del sistema generador de aerosoles. En un ejemplo, el sistema generador de aerosoles puede comprender además una carcasa exterior para alojar la cámara del dispositivo de guía de aerosoles. La cubierta exterior puede estar configurada para recibir el dispositivo de guía de aerosoles, que puede insertarse y retirarse del sistema generador de aerosoles. Esto proporciona una ventaja particular en el sentido de que se pueden proporcionar diferentes dispositivos de guía de aerosoles para el sistema generador de aerosoles dependiente de varios factores operativos. La naturaleza insertable y extraíble del dispositivo de guía de aerosoles también es ventajosa porque dicho dispositivo puede cambiarse si las circunstancias operativas del sistema generador de aerosoles cambian con el tiempo. El dispositivo de guía de aerosoles puede comprender además un medio de seguridad que lo fija a la cubierta exterior del sistema generador de aerosoles, por ejemplo, una junta tórica, que evita el movimiento no deseado del dispositivo de guía de aerosoles dentro del sistema generador de aerosoles en uso. El dispositivo de guía de aerosoles puede además proporcionar integridad estructural al sistema generador de aerosoles.
Preferentemente, el medio generador de aerosoles del sistema generador de aerosoles puede estar ubicado fuera del dispositivo de guía de aerosoles y/o muy cerca de la parte más estrecha de la cámara. Alternativamente, el medio generador de aerosoles del sistema generador de aerosoles puede estar ubicado dentro del dispositivo de guía de aerosoles. Una ventaja de ubicar el medio generador de aerosoles fuera del dispositivo de guía de aerosoles es que no afectará ni modificará el flujo de aire en la cámara del dispositivo de guía de aerosoles. Sin embargo, si el medio generador de aerosoles está ubicado dentro del dispositivo de guía de aerosoles, entonces puede configurarse para regular aún más el flujo de aire en la ruta del flujo de aire actuando como una guía alrededor de la cual debe fluir el aire. En este ejemplo, el medio generador de aerosoles también puede actuar como un componente trampa para atrapar partículas de aerosol que tengan un diámetro superior a aproximadamente 1,0 micrómetro. Esto no sólo elimina las partículas de aerosol que de cualquier modo pueden no llegar a los pulmones de un usuario, sino que también actúa para proporcionar una mejor uniformidad al tamaño de partícula de las partículas de aerosol mediante la eliminación de dichas partículas de aerosol.
Preferentemente, el medio generador de aerosoles puede comprender un calentador, en donde el calentador comprende uno cualquiera de una cerámica, un serpentín de alambre, un medio de calentamiento inductivo, un medio de calentamiento ultrasónico y/o un medio de calentamiento piezoeléctrico.
Preferentemente, el medio generador de aerosoles puede comprender además una mecha que es recibida por la cámara del dispositivo de guía de aerosoles en su parte más estrecha a través de al menos una perforación y la mecha puede estar en comunicación con un depósito de líquido. El sistema generador de aerosoles puede comprender además dicho depósito de líquido.
Más preferentemente, el medio generador de aerosoles puede comprender además una mecha que es recibida por la cámara del dispositivo de guía de aerosoles en su parte más estrecha a través de al menos una perforación y la mecha puede estar en comunicación con un depósito de líquido. En este ejemplo, el medio generador de aerosoles puede comprender un serpentín calentador, estando ubicado dicho serpentín calentador en la parte más estrecha de la cámara o sustancialmente en la parte más estrecha de la cámara. La mecha puede absorber el líquido a vaporizar desde al menos un depósito de líquido situado fuera de la cámara del dispositivo de guía de aerosoles, por ejemplo.
Visto desde otro aspecto de la presente invención, se proporciona un dispositivo de guía de aerosoles para su uso en un sistema generador de aerosoles, comprendiendo el dispositivo: una cámara que tiene una entrada de aire y una salida de aire; en donde el aerosol se introduce desde un medio generador de aerosoles en la cámara en uso en su parte más estrecha, y en donde se define una ruta de flujo de aire desde la entrada de aire hasta la salida de aire para transportar el aerosol a la salida de aire. El sistema generador de aerosoles puede ser un cigarrillo electrónico.
Se apreciará que todas las características y ventajas asociadas con el dispositivo de guía de aerosoles del sistema generador de aerosoles descrito con anterioridad pueden aplicarse igualmente al dispositivo de guía de aerosoles solo.
Preferentemente, la cámara del dispositivo de guía de aerosoles puede comprender una sección constreñida de modo que una parte aguas arriba de la cámara esté definida entre la entrada de aire y la sección constreñida y una parte aguas abajo de la cámara esté definida entre la sección constreñida y la salida de aire. Dicha sección constreñida puede ser la parte más estrecha de la cámara.
Preferentemente, la parte aguas arriba de la cámara y la parte aguas abajo de la cámara pueden ahusarse desde la entrada de aire y la salida de aire respectivamente hacia la sección constreñida. El ahusamiento de la cámara proporciona ventajosamente un mejor control del diferencial de presión a lo largo de la ruta del flujo de aire. En particular, los gradientes graduales de la(s) parte(s) ahusada(s) reducen la resistencia en la cámara y, por tanto, regulan el flujo de aire de manera controlada.
Preferentemente, el ángulo de ahusamiento de la parte aguas arriba de la cámara puede ser mayor que el ángulo de ahusamiento de la parte aguas abajo de la cámara y/o la longitud de la parte aguas arriba de la cámara puede ser menor que la longitud de la parte aguas abajo de la cámara.
Alternativamente, la cámara del dispositivo de guía de aerosoles puede comprender una parte aguas arriba que se ahúsa hacia adentro desde la entrada de aire. Además o alternativamente, la cámara del dispositivo de guía de aerosoles puede comprender una parte aguas abajo que se ahúsa hacia adentro desde la salida de aire.
En cada uno de los ejemplos de la presente invención que comprenden ahusamiento, el ángulo de ahusamiento de la parte aguas arriba de la cámara puede estar entre 20 y 40 grados con respecto al eje longitudinal de la cámara, más preferentemente entre 25 y 35 grados, y aún más preferentemente 30 grados. Además, el ángulo de ahusamiento de la parte aguas abajo de la cámara puede estar entre 3 y 7 grados con respecto al eje longitudinal de la cámara, más preferentemente entre 4 y 6 grados, y aún más preferentemente 5 grados. Estos ángulos ahusados particulares han sido identificados por los presentes inventores para proporcionar un aumento óptimo en el caudal de aire en la cámara mientras se mantiene un diferencial de presión adecuado a través de la cámara del dispositivo de guía de aerosoles en uso.
Las dimensiones preferidas típicas del dispositivo de guía de aerosoles pueden estar entre 14 y 15 milímetros de largo, 10 a 15 milímetros de diámetro en la parte más ancha y de 1 a 5 milímetros en su parte más estrecha, en donde la longitud de la parte aguas arriba puede estar entre 8 y 10 milímetros, y la longitud de la parte aguas abajo puede estar entre 30 y 40 milímetros. En un ejemplo específico, la longitud del dispositivo de guía de aerosoles puede ser de 46,5 milímetros en total, el diámetro en su parte más ancha puede ser de 13,5 milímetros, el diámetro en su parte más estrecha puede ser de 2 milímetros, la longitud de la parte aguas arriba puede ser de 9,25 milímetros, y la longitud de la parte aguas abajo puede ser de 37,25 milímetros. Estas dimensiones particulares del dispositivo de guía de aerosoles preferentemente le permiten sentarse cómodamente dentro de un sistema de guía de aerosoles para que el flujo de aire pueda regularse y optimizarse a través del dispositivo.
En otro ejemplo, la cámara del dispositivo de guía de aerosoles puede comprender al menos dos secciones constreñidas. Dichas al menos dos secciones constreñidas pueden ser del mismo tamaño, longitud y/o forma. Al menos dos secciones constreñidas son del mismo tamaño, entonces ambas o cada una de dichas al menos dos secciones constreñidas pueden representar las partes más estrechas de la cámara. Alternativamente, las al menos dos secciones constreñidas pueden ser de diferente tamaño, longitud y/o forma.
Preferentemente, el dispositivo de guía de aerosoles comprende una forma de sección transversal circular. Visto desde un plano ortogonal al área de la sección transversal, el diámetro del área de la sección transversal circular o de cualquier otra forma de la cámara puede disminuir o aumentar a lo largo de dicha cámara, y la parte más estrecha de la cámara está asociada con un área de la sección transversal más pequeña.
En un ejemplo, la entrada de aire y la salida de aire de la cámara del dispositivo de guía de aerosoles pueden tener las mismas dimensiones. En otro ejemplo, la entrada de aire y la salida de aire de la cámara del dispositivo de guía de aerosoles pueden tener dimensiones diferentes. Las dimensiones relativas de la entrada y la salida de aire, así como el ahusamiento relativo de las partes aguas arriba y aguas abajo de la cámara, se pueden seleccionar para proporcionar un medio de control de presión para controlar el diferencial de presión a través de la cámara y/o entre el aire entrada y la salida de aire de la cámara del dispositivo de guía de aerosoles. En particular, las dimensiones relativas de la entrada de aire y la salida de aire también pueden afectar a la velocidad y la intensidad del flujo de aire dentro de la cámara. Si las dimensiones de la entrada de aire y la salida de aire de la cámara son iguales en dimensión, entonces el diferencial de presión entre dicha entrada de aire y dicha salida de aire puede ser cero. Sin embargo, si la entrada de aire tiene una dimensión mayor que la salida de aire, puede haber una caída de presión general a través de la cámara del dispositivo de guía de aerosoles. Por otro lado, si la entrada de aire tiene una dimensión más pequeña que la salida de aire, entonces puede existir un aumento de presión general a través de la cámara del dispositivo de guía de aerosoles.
La forma de la cámara del dispositivo de guía de aerosoles también puede proporcionar un medio de control de presión. Por ejemplo, el ahusamiento de las paredes de la cámara puede proporcionar un medio de control de presión adicional además del proporcionado por las dimensiones relativas de la entrada de aire y la salida de aire de la cámara. Por ejemplo, los gradientes graduales de las paredes ahusadas de la cámara pueden actuar para reducir la resistencia y, por lo tanto, homogeneizar la presión a través de una sección transversal particular de la cámara.
Preferentemente, el medio de control de presión puede configurarse para proporcionar un diferencial de presión a través de la cámara de entre 735,5 Pa y 1078,7 Pa (75 mmWC y 110 mmWC) en uso. El diferencial de presión puede ser preferentemente una caída de presión. Este intervalo de caída de presión a lo largo de la cámara es la caída de presión a lo largo de un cigarrillo convencional.
El dispositivo de guía de aerosoles comprende preferentemente un material termoaislante, por ejemplo, plástico. Por supuesto, se pueden contemplar otros materiales térmicamente aislantes y, en particular, de acuerdo con la naturaleza del aerosol que será generado por el medio generador de aerosoles y dichos materiales son conocidos por los expertos en la materia. Una ventaja de esto es la menor pérdida de calor dentro del dispositivo de guía de aerosoles de modo que se puede mejorar su eficiencia térmica. Esto es de particular importancia si el medio generador de aerosoles del sistema generador de aerosoles con el que está dispuesta la guía de aerosoles para usarse comprende un calentador.
La cámara del dispositivo de guía de aerosoles puede estar nervada internamente. Dicha configuración puede reducir ventajosamente la cantidad de flujo envolvente de aire a lo largo de las paredes de la cámara, mejorando de este modo la eficiencia del dispositivo.
La cámara del dispositivo de guía de aerosoles se puede fabricar preferentemente utilizando tecnologías de impresión 3D. La cámara también puede comprender preferentemente un único elemento cuerpo que actúa para reducir la variabilidad entre componentes. El uso de un solo elemento también evita la necesidad de ensamblar múltiples componentes, aumentando de este modo la facilidad de uso del dispositivo. Esto es especialmente ventajoso si, por ejemplo, la cámara está defectuosa o ha llegado al final de su vida útil y ya no funciona, ya que la presente invención permite que se reemplace rápida y fácilmente.
Preferentemente, el dispositivo de guía de aerosoles puede insertarse y retirarse de un sistema generador de aerosoles. Esto proporciona una ventaja particular en el sentido de que se pueden proporcionar diferentes dispositivos de guía de aerosoles para un sistema generador de aerosoles dependiente de varios factores operativos. La naturaleza insertable y extraíble del dispositivo de guía de aerosoles también es ventajosa porque dicho dispositivo puede cambiarse si las circunstancias operativas del sistema generador de aerosoles cambian con el tiempo. El dispositivo de guía de aerosoles puede comprender además un medio de seguridad que lo fija a la cubierta exterior del sistema generador de aerosoles, por ejemplo, una junta tórica, que evita el movimiento no deseado del dispositivo de guía de aerosoles dentro del sistema generador de aerosoles en uso. El dispositivo de guía de aerosoles puede además proporcionar integridad estructural a un sistema generador de aerosoles.
A continuación, se describirán ciertas realizaciones preferidas de la presente invención a modo de ejemplo solo con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:
Las Figuras 1A a 1C muestran representaciones esquemáticas de un dispositivo de guía de aerosoles de acuerdo con una realización de la presente invención;
Las Figuras 2A a 2C muestran representaciones esquemáticas de un dispositivo de guía de aerosoles de acuerdo con otra realización de la presente invención;
Las Figuras 3A a 3C muestran representaciones esquemáticas de un sistema generador de aerosoles de acuerdo con una realización de la presente invención; y
Las Figuras 4A a 4C muestran representaciones esquemáticas de un sistema generador de aerosoles de acuerdo con otra realización de la presente invención.
La Figura 1 muestra un ejemplo de un dispositivo de guía de aerosoles 1 de acuerdo con la presente invención. La Figura 1A muestra una vista esquemática de dicho dispositivo de guía de aerosoles 1, la Figura 1B muestra una vista lateral del dispositivo de guía de aerosoles 1 y la Figura 1C muestra una vista del extremo del dispositivo de guía de aerosoles 1. En cada una de las Figuras 1A a 1C, se puede observar que el dispositivo de guía de aerosoles 1 comprende la entrada de aire 11 y la salida de aire 12 de la cámara 10. El aerosol se introduce desde un medio generador de aerosoles (no mostrado) en la cámara 10 en uso en su parte más estrecha 13, y se define una ruta de flujo de aire desde la entrada de aire 11 hasta la salida de aire 12 para transportar el aerosol a la salida de aire 12.
La parte más estrecha 13 de la cámara 10 se puede considerar como una sección constreñida de modo que una parte aguas arriba 14 de la cámara 10 se define entre la entrada de aire 11 y la sección constreñida 13 y una parte aguas abajo 15 de la cámara 10 se define entre la sección constreñida 13 y la salida de aire 12. Se apreciará que cualquier narración dirigida a las dimensiones de la cámara del dispositivo de guía de aerosoles en los ejemplos de cualquiera de las Figuras, por ejemplo, la "parte más estrecha", la "sección constreñida", el "área de la sección transversal", las dimensiones de la "entrada de aire" o de la "salida de aire" se hacen con referencia a las dimensiones internas de dicha cámara.
De acuerdo con el efecto Venturi, la parte más estrecha 13 de la cámara 10 es el punto en el que el flujo de aire a través del medio de guía de aerosoles 1 es más rápido. Al controlar el tamaño y la configuración de la parte más estrecha 13 de la cámara 10, se regulan tanto la velocidad como la dirección del flujo de aire, y se puede controlar más precisamente el tamaño de las partículas del aerosol resultante y, en particular, reducir con respecto a los dispositivos conocidos. Además, cuanto más rápido sea el flujo de aire en la ruta de flujo de aire en uso, más aerosol se puede suministrar al usuario, dando como resultado de este modo un mecanismo de suministro de aerosol más eficiente y mejorando tanto la eficiencia de un sistema generador de aerosoles en el que se pueden insertar el medio de guía de aerosoles 1 como la experiencia general de fumar para el usuario.
Como se muestra en la Figura 1B, la parte aguas arriba 14 y la parte aguas abajo 15 de la cámara 10 se ahúsan cada una hacia adentro desde la entrada de aire 11 y la salida de aire 12 respectivamente hacia la parte más estrecha o sección constreñida 13 de la cámara 10. El ahusamiento de la cámara 10 proporciona ventajosamente un mejor control del diferencial de presión a lo largo de la ruta del flujo de aire. En particular, los gradientes graduales de las partes ahusadas reducen la resistencia en la cámara 10 y, por tanto, regulan el flujo de aire de manera controlada.
El ángulo de ahusamiento de la parte 14 aguas arriba de la cámara 10 se muestra en la Figura 1B como mayor que el ángulo de ahusamiento de la parte 15 aguas abajo de la cámara 10. La longitud de la parte aguas arriba 14 también se muestra más pequeña que la longitud de la parte aguas abajo 15 de la cámara 10. Por tanto, el aire que entre en el dispositivo de guía de aerosoles 1 en uso acelerará desde la entrada de aire 11 hacia la parte más estrecha o sección constreñida 13 y, a continuación, desacelerará gradualmente desde la parte más estrecha o sección constreñida 13 hacia la salida de aire 12, y el flujo de aire será más rápido en la parte más estrecha o sección constreñida 13.
En la Figura 1B, el ángulo de ahusamiento 0 de la parte aguas arriba 14 es de 30 grados y el ángulo de ahusamiento $ de la parte aguas abajo 15 es de 5 grados. Los ángulos de ahusamiento se han identificado para proporcionar un aumento óptimo del caudal de aire en la cámara 10 en la parte más estrecha o sección constreñida 13, dando como resultado un diferencial de presión adecuado a través de la cámara 10 del dispositivo de guía de aerosoles 1 en uso. La longitud del dispositivo de guía de aerosoles 1 en el ejemplo mostrado en la Figura 1B es de 46,5 milímetros, el diámetro en su parte más ancha es de 13,5 milímetros, el diámetro en su parte más estrecha es de 2 milímetros, la longitud de la parte aguas arriba 14 es de 9,25 milímetros y la longitud de la parte aguas abajo 15 es de 37,25 milímetros.
Como se muestra en la Figura 1C, el dispositivo de guía de aerosoles 1 comprende una forma de sección transversal circular. Como se muestra en la Figura 1B, la forma de la sección transversal del dispositivo de guía de aerosoles 1 disminuye desde la entrada de aire 11 hasta la parte más estrecha o sección constreñida 13 y, a continuación, aumenta desde la parte más estrecha o sección constreñida 13 hasta la salida de aire 12.
Como se muestra en la Figura 1B, la entrada de aire 11 y la salida de aire 12 tienen las mismas dimensiones. Sin embargo, la entrada de aire 11 y la salida de aire 12 pueden tener, alternativamente, diferentes dimensiones. Las dimensiones relativas de la entrada de aire 11 y la salida de aire 12, así como el ahusamiento relativo de la parte aguas arriba 14 y la parte aguas abajo 15 de la cámara 10, pueden seleccionarse para proporcionar un medio de control de presión para controlar el diferencial de presión entre la entrada de aire 11 y la salida de aire 12 de la cámara 10 del dispositivo de guía de aerosoles 1. En particular, las dimensiones relativas de la entrada de aire 11 y la salida de aire 12 también pueden afectar a la velocidad y la intensidad del flujo de aire dentro de la cámara 10. La forma de la cámara 10 del dispositivo de guía de aerosoles 1 puede proporcionar además un medio de control de la presión. Por ejemplo, el ahusamiento de las paredes de la cámara 10, como se muestra en la Figura 1B, proporciona un medio de control de la presión a través de los gradientes graduales de las paredes ahusadas, que actúa para reducir la resistencia y, por lo tanto, homogeneizar la presión en una sección transversal particular de la cámara 10. La caída de presión a través de la cámara 10 del dispositivo de guía de aerosoles 1 entre la entrada de aire 11 y la parte más estrecha 13 puede estar preferentemente entre 735,5 Pa y 1.078,7 Pa (75 mmCA y 110 mmCA) en uso, que es el intervalo de caída de presión a lo largo de un cigarrillo convencional.
El dispositivo de guía de aerosoles 1 mostrado en la Figura 1 puede fabricarse, por ejemplo, con un material plástico que sea térmicamente aislante. Se pueden usar otros materiales aislantes térmicos adecuados y son conocidos por los expertos en la materia. Una ventaja de esto es que cuando el dispositivo de guía de aerosoles 1 se inserta en un sistema generador de aerosoles, el sistema puede ser térmicamente más eficiente porque se reduce la pérdida de calor. Esto es de particular importancia si el medio generador de aerosoles comprende un calentador.
Aunque no se muestra en la Figura 1, la cámara 10 del dispositivo de guía de aerosoles 1 puede tener nervaduras internas. Dicha configuración puede reducir ventajosamente la cantidad de flujo envolvente de aire lo largo de las paredes de la cámara, mejorando de este modo la eficiencia del sistema.
La cámara 10 del dispositivo de guía de aerosoles 1 de la Figura 1 puede fabricarse utilizando tecnologías de impresión 3D. Esta técnica se puede utilizar para fabricar una cámara 10 que comprende un solo elemento cuerpo, como se muestra en la Figura 1, que actúa para reducir la variabilidad entre componentes. El uso de un solo elemento también evita la necesidad de ensamblar múltiples componentes, aumentando de este modo la facilidad de uso del dispositivo de guía de aerosoles 1.
Las Figuras 2A a 2C muestran otra realización del dispositivo de guía de aerosoles 2 de la presente invención. El dispositivo de guía de aerosoles 2 comprende una cámara 20 que tiene una entrada de aire 21 y una salida de aire 22. Se muestra que la parte más estrecha o sección constreñida 23 del medio de guía de aerosoles 2 se encuentra entre la parte aguas arriba 26 y la parte aguas abajo 27 de la cámara 20.
Todas las características y la configuración de dichas características descritas con referencia a la Figura 1 también pueden aplicarse igualmente a la realización mostrada en la Figura 2. En relación con la realización mostrada en la Figura 1, la realización mostrada en la Figura 2 comprende además perforaciones 24 en la cámara 2 en su parte más estrecha 23, a través de las cuales se reciben las mechas capilares 25. En esta realización, las mechas capilares 25 forman parte del medio generador de aerosoles y las perforaciones 24 forman el medio de suministro de aerosoles. Las mechas capilares 25 pueden estar conectadas con un depósito de líquido (no mostrado) que está ubicado fuera o dentro de la cámara 20.
En uso, cuando se activa un sistema que comprende el dispositivo de guía de aerosoles 2, el medio generador de aerosoles, que puede comprender además un calentador (no mostrado), vaporiza el material líquido para formar un vapor sobresaturado. El vapor sobresaturado se mezcla con el aire de al menos una entrada de aire del sistema y se condensa para formar un aerosol, que se suministra a la cámara 20 del dispositivo de guía de aerosoles 2 en su parte más estrecha 23 a través de las mechas capilares 25 a través de perforaciones 24. Mediante la acción de succión de la boca de un usuario, el aerosol se transporta hacia la salida de aire 22 de la cámara 20 del dispositivo de guía de aerosoles 2 de modo que se define una ruta de flujo de aire desde la entrada de aire 21 hasta la salida de aire 22 en una dirección desde la parte aguas arriba 26 a la parte aguas abajo 27 de la cámara 20.
Haciendo referencia a la Figura 2B, se forma un área de baja presión en la parte más estrecha 23 de la cámara 20 de modo que el material líquido se atrae de un depósito de líquido (no mostrado). Al mismo tiempo, el área de baja presión en la parte más estrecha 23 de la cámara 20 hace que el flujo de aire aumente en velocidad debido al efecto Venturi, de modo que el flujo de aire en la parte más estrecha 23 de la cámara 20 es más rápido que el flujo de aire aguas arriba y aguas abajo de la parte más estrecha 23.
El líquido a vaporizar puede tener propiedades físicas adecuadas para su uso en un sistema generador de aerosoles, por ejemplo, puede tener un punto de ebullición adecuado para vaporizar dicho líquido en la parte más estrecha 23 de la cámara 20. Si el punto de ebullición del líquido es demasiado alto, entonces el medio generador de aerosoles no podrá vaporizar dicho líquido. Si el punto de ebullición del líquido es demasiado bajo, el líquido puede vaporizarse incluso antes de que se active el medio generador de aerosoles.
El uso de un material líquido a vaporizar ofrece ventajas particulares en combinación con el suministro de aerosol en la parte más estrecha 23 de la cámara 20. Por ejemplo, el área de presión de aire reducida en el punto más estrecho 23 reduce el punto de ebullición de dicho líquido, haciendo de este modo que el dispositivo de guía de aerosoles 2 sea más eficiente y ahorre energía eléctrica. Por lo tanto, la parte más estrecha 23 de la cámara 20 puede ser el medio generador de aerosoles 2 debido a su forma. Además, la presión reducida en la parte más estrecha 23 de la cámara 20 actúa para atraer el líquido de un depósito de líquido (no mostrado), a través de mechas 25 hacia la parte más estrecha 23 de la cámara 20, dando como resultado una mejor consistencia de calada a calada y garantizando que siempre haya suficiente líquido para vaporizar, lo que elimina el problema de la calada seca. Esto también da como resultado un mayor caudal de aerosol a través del sistema generador de aerosoles 2 en uso, lo que mejorará la experiencia del usuario al proporcionar un aumento en la producción de aerosol por calada. Esto da como resultado además un mejor control sobre el tamaño de partícula de la gotita de aerosol presente en el líquido vaporizado, así como un control sobre la distribución espacial de dichas partículas de aerosol.
El material líquido puede comprender tabaco o aromatizantes que comprenden tabaco. Además o alternativamente, el material líquido puede comprender aromatizantes que no comprendan tabaco. El líquido a vaporizar también puede comprender derivados de glicerina o glicol y mezclas de los mismos.
El medio generador de aerosoles (no mostrado) puede comprender un calentador (no mostrado), en donde el calentador comprende uno cualquiera de una cerámica, un serpentín de alambre, un medio de calentamiento inductivo, un medio de calentamiento ultrasónico y/o un medio de calentamiento piezoeléctrico.
El medio generador de aerosoles (no mostrado) comprende además una mecha 25 que es recibida por la cámara 20 del dispositivo de guía de aerosoles 2 en su parte más estrecha 23 a través de al menos una perforación 24 y la mecha 25 está en comunicación con un depósito de líquido (no mostrado). El sistema generador de aerosoles 2 puede comprender además dicho depósito de líquido (no mostrado). En este ejemplo, el medio generador de aerosoles (ahora mostrado) puede comprender preferentemente un serpentín calentador que está ubicado en la parte más estrecha 23 de la cámara 20 o sustancialmente en la parte más estrecha 23 de la cámara 20. Las mechas 25 pueden absorber el líquido a vaporizar desde al menos un depósito de líquido (no mostrado) ubicado fuera de la cámara 20 del dispositivo de guía de aerosoles, por ejemplo.
A continuación, con referencia a las Figuras 3A a 3C, se muestra un sistema generador de aerosoles 3. La Figura 3A muestra una vista esquemática y una vista explosionada del sistema generador de aerosoles 3. La Figura 3B muestra una vista lateral del dispositivo generador de aerosoles 3. La Figura 3C muestra una vista lateral del dispositivo generador de aerosoles 3 en un plano que pasa por el centro del sistema, en donde el sistema comprende un medio generador de aerosoles (no mostrado), un medio de suministro de aerosoles (no mostrado) y un dispositivo guía de aerosoles 30, en donde el dispositivo de guía de aerosoles 30 comprende una cámara 31 que tiene una entrada de aire 32 y una salida de aire 33.
El medio de suministro de aerosoles (no mostrado) está configurado de modo que el aerosol se introduce desde el medio generador de aerosoles en la cámara 31 en uso en su parte más estrecha 34, y se define una ruta de flujo de aire desde la entrada de aire 32 hasta la salida de aire 33 para transportar el aerosol a la salida de aire 33. El sistema generador de aerosoles 3 comprende además una cubierta exterior 37 y una boquilla 38. El medio de guía de aerosoles 30 puede ser o bien el de las realizaciones mostradas en la Figura 1 o la Figura 2, o cualquier otro dispositivo de guía de aerosoles adecuado.
Preferentemente, el medio generador de aerosoles (no mostrado) puede comprender una mecha (no mostrada) que es recibida por la cámara 31 del dispositivo de guía de aerosoles 30 en su parte más estrecha 34 a través de al menos una perforación (no mostrada) y la mecha (no mostrada) puede estar en comunicación con un depósito de líquido (no mostrado). El medio generador de aerosoles (no mostrado) puede comprender un serpentín calentador, estando ubicado dicho serpentín calentador en la parte 34 más estrecha de la cámara 31 o sustancialmente en la parte 34 más estrecha de la cámara 31. La mecha (no mostrada) puede absorber el líquido a vaporizar desde al menos un depósito de líquido (no mostrado) ubicado fuera de la cámara 31 del dispositivo de guía de aerosoles 30, por ejemplo.
La cubierta exterior 37 del sistema generador de aerosoles 3 aloja la cámara 31 del dispositivo de guía de aerosoles 30 en uso. La cubierta exterior 37 está configurada para recibir el dispositivo de guía de aerosoles 30, que puede insertarse y retirarse del sistema generador de aerosoles 3. Esto proporciona una ventaja particular en el sentido de que se pueden proporcionar diferentes dispositivos de guía de aerosoles para el generador de aerosoles 3 dependiente de varios factores operativos. La naturaleza extraíble del dispositivo de guía de aerosoles también es ventajosa porque dicho dispositivo puede cambiarse si las circunstancias operativas del sistema generador de aerosoles 3 cambian con el tiempo o si un dispositivo de guía de aerosoles llega al final de su vida útil. El dispositivo de guía de aerosoles puede comprender además medios de seguridad, por ejemplo, una junta tórica, que lo asegura a la cubierta exterior 37 del sistema generador de aerosoles 3, lo que evita el movimiento no deseado del dispositivo de guía de aerosoles dentro del sistema generador de aerosoles 3 en uso. El dispositivo de guía de aerosoles 30 puede además proporcionar integridad estructural al sistema generador de aerosoles 3.
Las Figuras 4A a 4C muestran realizaciones alternativas de dispositivos de guía de aerosoles 40a, 50a, 60a, dentro de los sistemas generadores de aerosoles 4, 5, 6. Cada sistema generador de aerosoles 4, 5, 6 comprende una carcasa exterior 44, 54, 64 y una boquilla 45, 55, 65. Cada sistema generador de aerosoles 4, 5, 6 también comprende una mecha 48, 58, 68 y un serpentín calentador 49, 59, 69 que se muestra cerca de la parte más estrecha 43, 53, 63 de la cámara 40b, 50b, 60b. En otros ejemplos, la mecha 48, 58, 68 y el serpentín calentador 49, 59, 69 pueden extenderse además hacia la parte más estrecha 43, 53, 63 y/o pueden extenderse hasta una posición dentro de la parte más estrecha 43, 53, 63. Esta última disposición proporciona efectos ventajosos para introducir aerosol en la cámara 40b, 50b, 60b debido a la zona de baja presión que se forma en la parte más estrecha 43, 53, 63 debido al efecto Venturi. El área de baja presión actúa para atraer el líquido hacia la mecha 48, 58, 68 y el serpentín calentador 49, 59, 69 de manera particularmente efectiva, dando como resultado de este modo que haya más líquido presente en el extremo de la mecha 48, 58, 68 para ser vaporizado y, por lo tanto, se puede suministrar más aerosol al usuario por calada.
En la Figura 4A, la cámara 40b del dispositivo de guía de aerosoles 40a tiene una entrada de aire 41 que es de mayor dimensión que la salida de aire 42. Por el efecto Venturi, el aire es acelerado desde la entrada de aire 41 hacia la salida de aire 42, que es también la parte más estrecha 43 de la cámara 40b. Entonces, el aire puede desacelerar después de salir de la salida de aire 42. Como se puede ver en la Figura 4A, el medio generador de aerosoles 46 comprende un depósito de líquido 47, una mecha 48 y un serpentín calentador 49. Un extremo de la mecha está en conexión con el líquido en el depósito de líquido 47 en uso y el calentador 49 calienta el otro extremo de la mecha 48. La mecha 48 también actúa como medio de suministro de aerosoles, ya que el medio generador de aerosoles 46 genera aerosol cerca del serpentín calentador de alambre 49, de modo que el aerosol se introduce en la cámara 40b del dispositivo de guía de aerosoles 40a en su parte más estrecha 43.
El medio generador de aerosoles 46 se muestra en la Figura 4A dentro de la cámara 40b del dispositivo de guía de aerosoles 40a. El medio generador de aerosoles 46 también está muy cerca de la parte más estrecha 43 de la cámara 40b. El medio generador de aerosoles 46 puede actuar para regular el flujo de aire en la ruta del flujo de aire actuando como una guía alrededor de la cual debe fluir el aire. En este ejemplo, el medio generador de aerosoles también puede actuar como un componente trampa para atrapar partículas de aerosol mayores que tengan un diámetro superior a aproximadamente 1,0 micrómetro. Esto no sólo elimina las partículas de aerosol mayores que de cualquier modo pueden no llegar a los pulmones de un usuario, sino que también actúa para proporcionar una mejor uniformidad al tamaño de partícula de las partículas de aerosol mediante la eliminación de dichas partículas de aerosol mayores.
En la Figura 4B, la cámara 50b del dispositivo de guía de aerosoles 50a tiene una entrada de aire 51 que es de menor dimensión que la salida de aire 52. Por el efecto Venturi, el aire se acelera cuando entra en la entrada de aire 51, que es también la parte más estrecha 53 de la cámara 50b, y se desacelera desde la entrada de aire 51 hacia la salida de aire 52. Como se puede ver en la Figura 4B, el medio generador de aerosoles 56 comprende un depósito de líquido 57, una mecha 58 y un serpentín calentador 59. Un extremo de la mecha está en conexión con el líquido en el depósito de líquido 57 en uso y el calentador 59 calienta el otro extremo de la mecha 58. La mecha 58 también actúa como medio de suministro de aerosoles, ya que el medio generador de aerosoles 56 genera aerosol cerca del serpentín calentador de alambre 59, de modo que el aerosol se introduce en la cámara 50b del dispositivo de guía de aerosoles 50a en su parte más estrecha 53.
Se muestra que el medio generador de aerosoles 56 del sistema generador de aerosoles 5 está ubicado dentro del dispositivo de guía de aerosoles 50a. Una ventaja de ubicar el medio generador de aerosoles 56 fuera del dispositivo de guía de aerosoles 50a es que no afectará ni modificará el flujo de aire en la cámara 50b del dispositivo de guía de aerosoles 50a.
Se apreciará que aunque los dispositivos de guía de aerosoles 40a, 50a mostrados respectivamente en las Figuras 4A y 4B no se extienden por toda la longitud de la cubierta exterior 44, 54 del sistema generador de aerosoles 4, 5, otras realizaciones de la presente invención pueden comprender dispositivos de guía de aerosoles de la misma forma general que los dispositivos de guía de aerosoles 40a, 50a que se extienden por toda la longitud de la cubierta exterior del sistema generador de aerosoles.
La Figura 4C muestra un dispositivo de guía de aerosoles 60a que puede ser una combinación de dispositivos de guía de aerosoles 40a, 50a como se muestra en las Figuras 4A y 4B. Alternativamente, el dispositivo de guía de aerosoles 60a puede fabricarse a partir de un componente de un solo elemento y no de dos componentes separados. Una ventaja de tener un dispositivo de guía de aerosoles 60a que comprende un solo componente es que en el proceso de fabricación puede reducirse a variabilidad entre componentes. Alternativamente, el dispositivo de guía de aerosoles 60a podría estar hecho de dos componentes separados, por ejemplo, dispositivos de guía de aerosoles 40a, 50a como se muestra en las Figuras 4A y 4B respectivamente.
En la Figura 4C, la cámara 60b del dispositivo de guía de aerosoles 60a tiene una entrada de aire 61 que es de las mismas dimensiones que la salida de aire 62. Por lo tanto, la diferencia de presión total entre la entrada de aire 61 y la salida de aire 62 es cero. Entre la entrada de aire 61 y la parte más estrecha 63, las dimensiones del área de la sección transversal de la cámara 60b disminuyen, por lo que existe una caída de presión entre ellas. Entre la parte más estrecha 63 y la salida de aire 62, aumentan las dimensiones del área de la sección transversal de la cámara 60b, por lo que existe un aumento de presión entre ellos. Por lo tanto, en la parte más estrecha 63 hay una zona de baja presión. Además, el ahusamiento de las paredes de la cámara 60b, como se muestra en la Figura 4C, proporciona un medio de control de la presión a través de los gradientes graduales de las paredes ahusadas, que actúa para reducir la resistencia y, por lo tanto, homogeneizar la presión en una sección transversal particular de la cámara 60b. La caída de presión a través de la cámara 60b del dispositivo de guía de aerosoles 60a entre la entrada de aire 61 y la parte más estrecha 63 puede estar preferentemente entre 735,5 Pa y 1078,7 Pa (75 mmWC y 110 mmWC) en uso, que es el intervalo de caída de presión a lo largo de un cigarrillo convencional.
Por el efecto Venturi, el aire es acelerado desde la entrada de aire 61 hacia la parte más estrecha 63 de la cámara 60b y, a continuación, desacelerado desde la entrada de aire 61 hacia la salida de aire 62. Como se puede ver en la Figura 4C, el medio generador de aerosoles 66 comprende un depósito de líquido 67, una mecha 68 y un serpentín calentador 69. Un extremo de la mecha está en conexión con el líquido en el depósito de líquido 67 en uso y el calentador 69 calienta el otro extremo de la mecha 68. La mecha 68 también actúa como medio de suministro de aerosoles, ya que el medio generador de aerosoles 66 genera aerosol cerca del serpentín calentador de alambre 69, de modo que el aerosol se introduce en la cámara 60b del dispositivo de guía de aerosoles 60a en su parte más estrecha 63.
En cada una de las Figuras 4A a 4C, los gradientes graduales de las partes ahusadas reducen la resistencia en la cámara y, por tanto, regulan el flujo de aire de manera controlada.
Se apreciará que las características descritas anteriormente en relación con una realización de la presente invención también pueden aplicarse igualmente a cualquier otra realización cuando sea apropiado. Por ejemplo, los dispositivos de guía de aerosoles 40a, 50a, 60a de las Figuras 4A a 4C respectivamente pueden ser extraíbles e insertables en la cubierta exterior 37 del sistema generador de aerosoles 3 de las Figuras 3A a 3C.

Claims (11)

REIVINDICACIONES
1. Un sistema generador de aerosoles (3), comprendiendo el sistema:
un medio generador de aerosoles configurado para vaporizar material líquido, que comprende tabaco o aromatizantes que comprenden tabaco para formar vapor sobresaturado;
un medio de suministro de aerosoles;
un dispositivo de guía de aerosoles (1, 2, 30, 40a, 50a, 60a); y
una carcasa exterior (37) para alojar el dispositivo de guía de aerosoles (1,2, 30, 40a, 50a, 60a),
en donde el dispositivo de guía de aerosoles (1, 2, 30, 40a, 50a, 60a) comprende una cámara (10, 20, 31,40b, 50b, 60b) que tiene una entrada de aire (11,21, 32, 41, 51, 61 ) y una salida de aire (12, 22, 33, 42, 52, 62), en donde el medio de suministro de aerosoles está configurado de modo que el aerosol se introduce desde el medio generador de aerosoles en la cámara en uso por su parte más estrecha (13, 23, 34, 43, 53, 63), en donde hay definida una ruta de flujo de aire desde la entrada de aire (11, 21, 32, 41, 51, 61) hasta la salida de aire (12, 22, 33, 42, 52, 62) para transportar el aerosol a la salida de aire (12, 22, 33, 42, 52, 62), en donde la parte más estrecha (13, 23, 34, 43, 53, 63) de la cámara (10, 20, 31,40b, 50b, 60b) está asociada con un área de sección transversal más pequeña de la cámara (10, 20, 31,40b, 50b, 60b), y en donde un diámetro del área de sección transversal de la cámara (10, 20, 31, 40b, 50b, 60b) disminuye o aumenta a lo largo de la cámara (10, 20, 31,40b, 50b, 60b),
en donde el medio generador de aerosoles está ubicado muy cerca de la parte más estrecha (13, 23, 34, 43, 53, 63) de la cámara (10, 20, 31,40b, 50b, 60b), y
el medio generador de aerosoles comprende un calentador, o un conjunto de calentador y mecha.
2. Un dispositivo de guía de aerosoles (1,2, 30, 40a, 50a, 60a) para su uso en un sistema generador de aerosoles (3) que tiene un medio generador de aerosoles configurado para vaporizar material líquido que comprende tabaco o aromatizantes que comprenden tabaco para formar vapor sobresaturado,
comprendiendo el dispositivo una cámara (10, 20, 31,40b, 50b, 60b) que tiene una entrada de aire (11,21,32, 41,51, 61) y una salida de aire (12, 22, 33, 42, 52, 62),
en donde el aerosol se introduce desde el medio generador de aerosoles en la cámara (10, 20, 31,40b, 50b, 60b) en uso por su parte más estrecha (13, 23, 34, 43, 53, 63),
en donde hay definida una ruta de flujo de aire desde la entrada de aire (11,21,32, 41,51,61) hasta la salida de aire (12, 22, 33, 42, 52, 62) para transportar el aerosol a la salida de aire (12, 22, 33, 42, 52, 62),
en donde la parte más estrecha (13, 23, 34, 43, 53, 63) de la cámara (10, 20, 31,40b, 50b, 60b) está asociada con un área de sección transversal más pequeña de la cámara (10, 20, 31,40b, 50b, 60b),
en donde el diámetro del área de la sección transversal de la cámara (10, 20, 31,40b, 50b, 60b) disminuye o aumenta a lo largo de la longitud de la cámara, y
en donde el dispositivo de guía de aerosoles (1, 2, 30, 40a, 50a, 60a) está configurado de modo que el medio generador de aerosoles que comprende un calentador o un conjunto de calentador y mecha puede ubicarse muy cerca de la parte más estrecha (13, 23, 34, 43, 53, 63) de la cámara (10, 20, 31,40b, 50b, 60b).
3. Un sistema de acuerdo con la reivindicación 1, o un dispositivo de acuerdo con la reivindicación 2, en donde el dispositivo de guía de aerosoles comprende una forma de sección transversal circular.
4. Un sistema de acuerdo con las reivindicaciones 1 o 3, o un dispositivo de acuerdo con las reivindicaciones 2 o 3, en donde la entrada de aire (11, 21, 32, 61) y la salida de aire (12, 22, 33, 62) de la cámara son de las mismas dimensiones, o en donde la entrada de aire (41) es de una dimensión mayor que la salida de aire (42), o en donde la entrada de aire (51) tiene una dimensión menor que la salida de aire (52).
5. Un sistema de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1,3 o 4, o un dispositivo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 2, 3 o 4, en donde la cámara (10, 20, 31,40b, 50b, 60b) comprende paredes que se ahúsan.
6. Un sistema de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 o 3 a 5, o un dispositivo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 2 a 5, en donde la cámara (10, 20, 31,40b, 50b, 60b) comprende un único elemento cuerpo.
7. Un sistema de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 o 3 a 6, en donde el dispositivo de guía de aerosoles (1,2, 30, 40a, 50a, 60a) se puede insertar y retirar del sistema generador de aerosoles (3).
8. Un sistema de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 o 3 a 7, en donde el medio de suministro de aerosoles comprende un medio de dirección para dirigir el aerosol hacia la parte más estrecha (13, 23, 34, 43, 53, 63) de la cámara (10, 20, 31,40b, 50b, 60b) en uso.
9. Un sistema de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 o 3 a 8, en donde el calentador comprende uno cualquiera de una cerámica, un serpentín de alambre, medios de calentamiento inductivos, medios de calentamiento ultrasónicos y medios de calentamiento piezoeléctricos.
10. Un sistema de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 o 3 a 9, que comprende además una boquilla 38.
11. Un sistema de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 o 3 a 10, en donde el sistema generador de aerosoles es un cigarrillo electrónico.
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